CH360847A - Fuel injection internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection internal combustion engine

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CH360847A
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366Valves being actuated electrically
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/02Pumps peculiar thereto

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Description

  

  Moteur à explosion à injection du combustible    L'invention a pour objet un moteur à explosion  à injection du     combustible,    pouvant être un moteur  monocylindrique ou un moteur     polycylindrique.     



  Dans les, moteurs Diesel, la     puissance    est habi  tuellement réglée par le débit de la     pompe    d'injec  tion ; la crémaillère     commandée        par    l'accélérateur  fait varier à volonté le débit par tour de cette pompe.  La     puissance    est d'autant plus     grande    que l'on intro  duit un plus grand volume de combustible dans cha  que cylindre. En revanche, le     poids    d'air reste tou  jours le même. On     travaille    toujours en principe,  quelle que soit la charge, avec de     l'air    en excès.  



  Dans les moteurs à explosion à injection du com  bustible, qu'ils     soient    à quatre temps ou à deux  temps, on ne peut     utiliser    un tel     réglage.    En     effet,     l'explosion n'est possible que dans des limites bien  déterminées de richesse du     mélange.    Il faut donc  toujours sensiblement proportionner le poids     d'es-          sence    au     poids    d'air     introduit.    Pour obtenir     ce    résul  tat dans les moteurs à explosion die     ce    genre,

   on a  jusqu'ici     commandé    le poids d'air par un papillon  placé sur la tubulure d'aspiration afin de réaliser  automatiquement la proportion     d'essence    convenable  quels que soient le régime et la charge.  



       Cette        technique    présente d'une part     l'inconvénient     que la réalisation     correcte    du dosage est toujours       délicate,    et     d'autre    part, celui que le rendement ther  mique est fortement abaissé aux charges réduites, car  on ne peut changer le taux de compression qui  devrait être beaucoup plus élevé pour compenser la  plus, grande proportion des pertes aux     parois.     



  L'invention a pour but     d'éliminer    ces inconvé  nients, et à     cet    effet le     moteur        selon    l'invention est  caractérisé par une admission d'air dépourvue d'orga  nes de réglage et par au moins un cylindre     auquel    est  adjointe une pompe d'injection dont la canalisation de  refoulement est pourvue d'une soupape de.

   décharge    commandée par     l'intermédiaire    d'un distributeur com  prenant un organe tournant     entraîné    par le moteur à  une vitesse telle qu'à un tour complet de cet organe  tournant corresponde un nombre entier, supérieur à  l'unité, de cycles de fonctionnement successifs,     ce          distributeur    étant agencé de façon qu'il puisse pren  dre plusieurs positions,

   pour     certaines    desquelles la       soupape    de     décharge    est     commandée    de     manière     qu'à l'un au moins des cycles correspondant à un  tour     dudit    organe tournant ne corresponde aucune  injection, les     injections,    qui ont     lieu    s'effectuant tou  tes à un débit     uniforme,    le tout de façon que la puis  sance     fournie    par le moteur varie lorsque le distribu  teur passe d'une desdites positions à une autre.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exemple,  deux formes d'exécution de l'objet de     l'invention.     La     fig.    1 représente une première forme d'exécu  tion constituée par un moteur à deux temps.  



  La     fig.    2 est un     diagramme    correspondant à la       série    d'éléments distributeurs de     ce    moteur.  



  La     fig.    3 montre un détail de cette première  forme d'exécution.  



  La     fig.    4 est un diagramme     illustrant    le     fonc-          tionnement    de cette     forme    d'exécution.  



  La     fig.    5 se rapporte à la deuxième forme d'exé  cution constituée     par    un moteur à six     cylindres.     



  La     fig.    6 représente le tambour rotatif du distri  buteur du moteur auquel se rapporte la     fig.    5.  



  La     fig.    7     illustre    le     fonctionnement    aux diffé  rentes charges de cette deuxième     forme    d'exécution.  Le moteur à deux temps     auquel    se rapportent les       fig.    1 à 4 est à quatre cylindres 5, dont un seul est  représenté, qui reçoivent l'air de balayage et d'ali  mentation par des     lumières    non représentées. L'ad  mission     d'air    est dépourvue d'organes de réglage, de       sorte    que la charge     d'air    par cycle     est    pratiquement  constante.

   Chaque cylindre est équipé d'une bougie      7 et d'un     injecteur    8.     L'essence    arrive à l'injecteur  par une     canalisation    9, chacun des     injecteurs    étant  alimenté par une pompe     individuelle    10.  



  Chaque pompe     comporte    un piston 11, com  mandé par une came 12     tournant    à la     vitesse    w du  vilebrequin 6 entraîné par les     pistons    des quatre  cylindres 5. L'axe de la came 12 est     calé        convena-          blement        par    rapport au vilebrequin pour réaliser  l'injection au moment désiré.

   L'essence     envoyée    sous  une     certaine    pression par la pompe nourrice 13, tra  verse le     filtre    14 et débouche par la     lumière    15 ;  lorsque le piston 11, poussé par la came, referme la  lumière 15, il refoule     l'essence    dans la canalisation 9  à     travers    le clapet 16.

   Une soupape de décharge  17     présente    un     pointeau    18     normalement    maintenu  en position de     fermeture    par le noyau mobile 19  d'un     électro-aimant    20.

       L'entrefer    21 de     cet    électro  aimant 20 est très     faible    et la     force    de     cet    électro  aimant est largement     calculée    pour que     lorsqu'il    est  excité la soupape 17 reste bien     fermée    sous la pres  sion     d'injection.    Si, au     contraire,    le     courant    est     coupé,     le noyau 19 n'appuie plus sur le     pointeau    18 que  de la     valeur    de la poussée du ressort 22 (qui est très  faible)

   et à la     course    de refoulement suivante du pis,  ton 11 le     pointeau    18 est soulevé avant que la pres  sion     nécessaire    pour provoquer l'injection ne puisse       s'établir    dans la     canalisation    9 et dans     l'injecteur    6 ;       l'essence    retourne par le     canal    23 à l'aspiration.

   Il  n'y a donc alors pas     d'injection        d'essence    dans le       cylindre    5, bien que la charge d'air ait été     complète.     La bougie 7 produit alors une     étincelle    sans résultat.

    L'une des bornes de chacun des     quatre    électro-ai  mants des pompes 10 est     reliée    au pôle     positif    de la  batterie     d'accumulateur,    l'autre borne est     mise    à la  masse par     l'intermédiaire    d'un plot 1, respective  ment 2, 3 et 4, frottant sur le tambour rotatif 24  d'un     distributeur,    et du balai 25. Le tambour 24 est       entraîné    en rotation     par    une roue 26 et une vis tan  gente 27 à     partir    du     vilebrequin    6 du moteur.  



  Le rapport de     démultiplication    est choisi de façon  que le     vilebrequin    6     fasse    neuf tours pendant que le       tambour    24 en fait un.  



       Le    tambour 24 est     constitué    par un empilage  d'éléments     distributeurs    en forme de disques, et est  mobile     axialement        de        façon    que les éléments distri  buteurs puissent     être    amenés chacun     successivement     en     regard    des     plots    1, 2, 3 et 4.  



  Le premier élément     distributeur        présente    une sur  face     conductrice    sur toute sa     périphérie,    et le dixième  présente une     surface        isolante    sur toute sa périphérie.

    Les autres éléments     distributeurs        présentent    à leur  périphérie des     secteurs        isolants    28     s'étendant    chacun  sur un arc de     40o.    Le deuxième élément présente un       secteur        isolant,    le troisième deux, le quatrième trois  et ainsi de suite jusqu'au neuvième élément qui en       présente    huit,     ces        secteurs    isolants étant disposés  comme     le    montre la     fig.    2.  



  Toutes les     parties        conductrices    du tambour 24  sont reliées à la masse     par    le balai 25. Ainsi, lorsque  les plots 1 à 4     frottent    sur le premier élément distri-    buteur, des     électro-aimants    20 restent     constamment     en circuit et les injections dans chacun des cylindres  5 se suivent de façon     ininterrompue    à la     cadence     d'une injection par cycle ; c'est la pleine charge.

   En  revanche, lorsque les     plots    1 à 4     frottent    sur le  dixième élément distributeur, entièrement isolant, les  circuits des     électro-aimants    20 sont     interrompus    en       permanence,    et les injections totalement     supprimées    ;  c'est la charge nulle.  



  Lorsque les plots 1 à 4 frottent sur un des élé  ments distributeurs     intermédiaires,    un     certain    nombre       d'injections    sont     supprimées    par     période        de    neuf  cycles.     Ainsi    dans le cas du deuxième élément, cha  que     cylindre    ne reçoit par période de neuf cycles,  que huit     injections,        ainsi    que le montre le diagramme  de la     fig.    4, où les injections     sont        représentées    par  des     cercles    ;

   le moteur     fonctionne    à     8/9    de charge.  Pour l'élément     distributeur    suivant, chaque     cylindre     ne reçoit que sept     injections    par période; le moteur  fonctionne à     7/9    de charge, et     ainsi    de suite jusqu'au  neuvième élément     distributeur,    pour     lequel    chaque       cylindre    ne reçoit qu'une seule injection par     période     de neuf cycles;

   c'est la     charge        1/9.    Dans     le    dia  gramme de la     fig.    4 chaque rangée     horizontale    repré  sente les neuf cycles de chacun     des    quatre cylindres  correspondant à une période, à     laquelle        correspond     un tour complet du tambour     distributeur.    La rangée  supérieure     correspond    à la pleine     charge,        celle    immé  diatement au-dessous à la charge     8/,    et     ainsi    de suite.

    On voit que chaque fois que le tambour 24 est       déplacé    suivant son axe de façon à faire passer les  plots 1 à 4 d'un élément     distributeur    à élément voi  sin, la     charge    augmente ou diminue de     1/9    suivant  le sens du     déplacement.     



  La     quantité    de     combustible    injectée dans les  cylindres à chaque     injection    est     invariable    et choisie  de façon qu'elle donne avec la quantité invariable       d'air    que     contient    chaque     cylindre    un mélange explo  sif     ayant    les     proportions        correctes    désirées.  



  Lorsque le tambour 24 est     déplacé        axialement,          ce    mouvement est     continu,    alors que ce     tambour     présente des     discontinuités.    Il     apparait    donc qu'à       certain    moment, les plots 1 à 4 seront à cheval sur  deux éléments     distributeurs,    par exemple     ceux        corres-          pondant    aux     charges        6/;1    et     5/9    ;

   dans     ce    cas, c'est       évidemment    la     fraction    de charge supérieure qui pré  vaudra. Il n'y a pas à craindre une     insuffisance    de  contact,     parce    que le courant     nécessaire    à la ferme  ture de     l'électro-aimant    est très faible; d'ailleurs la       rupture    aura     lieu    aussi bien dans le sens de la rota  tion du tambour que dans le     sens    de sa     translation.     



  Les     secteurs        isolants    des éléments     distributeurs     sont disposés de façon que     lorsqu'une    injection don  née a été     coupée    par un     secteur    isolant de     l'élément     distributeur     correspondant    à une     charge        donnée,

      elle  doit     être    également     coupée    par un     secteur    isolant  disposé de     façon    identique de chacun     des    éléments       distributeurs        correspondant    aux     charges        inférieures,     sans quoi on     risquerait,        lorsque    les plots 1 à 4 frot  tent sur     deux    éléments     distributeurs        adjacents,

      d'avoir           une    charge plus élevée que l'une des deux     charges          considérées.        Cette    disposition est visible sur la     fig.    2  où, on voit     par    exemple, qu'au     secteur    isolant de  l'élément distributeur     8/9    correspond un secteur iso  lant     de    chacun des     autres    éléments,

   qu'aux deux sec  teurs     isolants    de l'élément     distributeur    7/9     correspon-          dent    deux     secteurs        isolants        de    tous, les     autres,    etc...  



  Il résulte dé     cette        nécessité    que le     dénominateur          de    la     fraction    de charge     ne    peut pas être choisi tout  à fait quelconque si l'on veut     maintenir    les     injections     suffisamment     équidistantes.    En outre le nombre de       cycles    d'une période doit être premier avec le nombre  de cylindres.

   La     disposition    de chaque secteur isolant  s'étendant sur     400    est telle que la     coupure        qu'effectue     ce     secteur    a lieu exactement     pedant    la     durée    d'un  cycle, c'est-à-dire     qu'inversement    la     mise    sous tension  a toujours lieu pendant au moins la durée d'un cycle,       ce    qui assure     une        injection    convenable, du moment  que la     course   <B>de</B> refoulement du piston 11,     actionné     par la came 12,

       ne    prend     qu'une        petite    fraction du  cycle.  



  Il y a lieu de remarquer que dans le  moteur décrit, tous les     cylindres    travaillent ou se  reposent dans la même proportion.<B>Le.</B>     déplacement          axial    du     tambour    24 a lieu     par    une     pédale    d'accélé  ration 30 qui fait     varier    la     tension    d'un ressort 29       agissant        axialement    sur l'arbre     coulissant    33     portant     le tambour à     l'encontre    de la     force        exercée    sur 

      cet     arbre par un     régulateur        centrifuge    31, 32 entraîné  à la vitesse du     vilebrequin    6 par     des,    moyens non  représentés.  



  Ce     régulateur        peut        déplacer    le tambour axiale  ment en     sens        inverse    de la pédale     d'accélérateur     d'une ou deux     fractions    de     charge,        donnant    ainsi un       réglage        limitant    les possibilités     de    vitesse du conduc  teur.  



  Dans     le        cas    où on     ne    veut pas dépasser une       vitesse        limite    donnée, mais on veut     pouvoir    conser  ver jusqu'aux environs de     cette        limite    le     maximum          d'accélération,    par     conséquent    la charge totale, on  choisit la     disposition    de façon que le régulateur     cen-          trifuge    coupe purement et simplement le     courant    sur       l'électro,

      pendant tout le temps que la     vitesse        dépasse     la     vitesse    prévue. Dès qu'on est très légèrement     au-          dessous    de la     vitesse        limite,    le     courant    est rétabli et  la     charge    peut être maintenue maximum.  



       L'excellent        rendement    aux charges réduites du       moteur    décrit permet     dans    une variante, de choisir  une     forte        cylindrée    et d'agencer le régulateur cen  trifuge, de façon qu'il puisse     déplacer    le tambour du       distributeur    sur toute l'étendue des éléments distri  buteurs.  



  Un tel moteur aura     une        souplesse    considérable  et pourra donner un produit couple par vitesse sen  siblement     constant,    donc une     puissance    à peu près       constante.     



  Dans une autre forme d'exécution. le moteur       pourrait        être    à quatre temps. Dans un tel moteur la         vitesse    de rotation de l'arbre à came     commandant     les pompes d'injection sera de (w étant la vitesse  du     vilebrequin)    et la     vitesse    du
EMI0003.0122  
   tambour     du.    distribu  teur sera,

   par exemple de
EMI0003.0124  
    Les pointeaux 18 des pompes     d'injection    pour  raient aussi être     commandés    chacun par     une    capsule  à air     comprimé        alimentée    par un distributeur com  prenant un tambour rotatif présentant des     orifices          (correspondant    aux     ,secteurs        conducteurs    du tambour  24)

       faisant        communiquer    les     susdites    capsules avec  l'intérieur du     tambour        dans    lequel serait     introduit     de l'air     comprimé,    fourni, par exemple, par un     com-          presseur    de balayage ou de     suralimentation.    Enfin,

    des     pointeaux    18 pourraient être     commandés    mécani  quement par des     cames    dont les     creux    et les pleins       correspondraient        respectivement    aux     secteurs    isolants  et     conducteurs   <B>d'a</B>     tambour        distributeur    24.  



  Dans une     variante        polycylindrique,        l'agencement     pourrait être     tel    que     les,    injections soient     interrompues     d'abord sur un seul     cylindre    jusqu'à la mise hors cir  cuit totale de ce     cylindre,    puis     ge        continuer    sur le       cylindre    suivant et     ainsi    de suite.  



  L'avantage de     cette    variante est qu'elle permet  à la     charge    d'être beaucoup plus     facilement        frac-          tionnée,        l'inconvénient,    c'est que     certains    des     cylin-          dres    seront toujours plus chargés que d'autres. On  peut     combiner        les    deux     genres    de     commande    pré  cédemment     décrits.     



       Les        fig.    5 à 7     (correspondant    aux     fig.    2, 3 et 4 de  l'exemple     précédent    se     rapportent    à une forme  d'exécution dont la     commande    est analogue à     celle     du moteur des     fig.    1 à 4.

       Toutefois,    d'ans     ce    moteur,  qui est à six     cylindres,    les     cylindres    sont     répartis    en       dieux        groupes        de    trois, et les éléments     distributeurs     sont agencés des plots de     contact        disposés    de     façon     que de la     pleine    charge à la charge 4/8, les     cylindres     1, 2 et 3 subissent     seuls    des     coupures    d'injection,

    tandis que de la charge     4/8    à la charge 0, les     cylindres     1, 2 et 3     étant    entièrement     coupés,        les        cylindres    4,  5, 6 sont     coupés        progressivement    à leur tour,     ainsi     que le montre le diagramme de la     fig.    7.  



  Sur la     fig.    5, on voit la disposition des     plots     de contact     correspondant    aux     cylindres    1, 2, 3 et 4,  5, 6, ainsi que     celle    des     différents    secteurs     isolants     des éléments     distributeurs.        Sur    la     fig.    6, on voit       l'assemblage    des éléments     distributeurs   RTI ID="0003.0227" WI="17" HE="4" LX="1754" LY="2141">  constituant     le tambour     rotatif,    qui     est    en deux     parties,

      celle de  gauche, correspondant aux     cylindres    1, 2, 3 et     celle     de     droite        aux        cylindres    4, 5, 6.  



  Les trois plots 1, 2, 3 sont     dans    un même plan  et les     trois    plots 4, 5, 6 dans un même plan     parallèle     au     premier.     



  Le     déplacement    axial     du    tambour,     effectué    de  façon analogue à     celle        de    l'exemple des     fig.    1 à 4,       affecte    toujours deux     éléments    distributeurs;

       ce    sont  ceux qui     sont    situés sur une même     ligne        verticale     dans la     fig.    5 et auxquels     correspond    une     fraction    de  charge     déterminée.         Les quatre colonnes verticales (chiffres romains)  du diagramme de la     fig.    7 représentent la période de       fonctionnement    qui est de quatre cycles ;

   chacune de       ces    colonnes est     décomposée    en six     colonnes    repré  sentant     chacune    un     cylindre    du     moteur.     



  Les six     cylindres    sont indiqués dans     l'ordre    d'al  lumage et sur deux lignes     horizontales        décalées    de  façon à bien montrer la décomposition en deux grou  pes 1, 3 ; 2 et 5, 6, 4.     Les        lignes    horizontales repré  sentent toujours les     différentes        fractions    de charge  1,     7/$,        6/$,    etc... jusqu'à zéro inclus.  



  Les     points        d'intersection    des     lignes    horizontales  et     des        lignes        verticales    représentent, pour chaque       cylindre,        comme        précédemment,        l'instant    de l'injec  tion et lorsque l'injection est faite réellement,     ces     intersections sont     encerclées.     



       Dans    les différents exemples décrits on arrive  toujours à la     charge    zéro,     c'est-à-dire    le     fonctionne-          ment        pour    lequel le moteur     tourne,    mais aucune       injection    de combustible n'a lieu dans l'ensemble de  celui-ci. Ce     cas    se présentera dans les     descentes.  



  Fuel injection combustion engine The subject of the invention is a fuel injection combustion engine, which may be a single-cylinder engine or a multi-cylinder engine.



  In diesel engines, the power is usually regulated by the flow rate of the injection pump; the rack controlled by the accelerator varies the flow rate per revolution of this pump at will. The power is all the greater as one introduces a greater volume of fuel in each cylinder. On the other hand, the air weight always remains the same. We always work in principle, whatever the load, with excess air.



  In combustion engines with fuel injection, whether they are four-stroke or two-stroke, such a setting cannot be used. In fact, the explosion is only possible within well-defined limits of the richness of the mixture. The weight of gasoline must therefore always be substantially proportioned to the weight of air introduced. To obtain this result in internal combustion engines of this kind,

   up to now, the air weight has been controlled by a butterfly valve placed on the intake manifold in order to automatically achieve the appropriate proportion of gasoline whatever the speed and load.



       This technique has on the one hand the drawback that the correct performance of the dosage is always delicate, and on the other hand, that the thermal efficiency is greatly reduced at reduced loads, because it is not possible to change the compression ratio which should. be much higher to compensate for the greater proportion of wall losses.



  The object of the invention is to eliminate these drawbacks, and for this purpose the engine according to the invention is characterized by an air intake devoid of adjustment members and by at least one cylinder to which is added a pressure pump. 'injection whose delivery line is provided with a valve.

   discharge controlled by the intermediary of a distributor comprising a rotating member driven by the motor at a speed such that a full revolution of this rotating member corresponds to a whole number, greater than unity, of successive operating cycles, this distributor being arranged so that it can take several positions,

   for some of which the discharge valve is controlled so that at least one of the cycles corresponding to a revolution of said rotating member does not correspond to any injection, the injections, which take place all taking place at a uniform rate, the all so that the power supplied by the motor varies when the distributor passes from one of said positions to another.



  The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of the object of the invention. Fig. 1 shows a first embodiment consisting of a two-stroke engine.



  Fig. 2 is a diagram corresponding to the series of distributor elements of this engine.



  Fig. 3 shows a detail of this first embodiment.



  Fig. 4 is a diagram illustrating the operation of this embodiment.



  Fig. 5 relates to the second embodiment consisting of a six-cylinder engine.



  Fig. 6 represents the rotating drum of the motor distributor to which FIG. 5.



  Fig. 7 illustrates the operation at different loads of this second embodiment. The two-stroke engine to which figs relate. 1 to 4 is with four cylinders 5, only one of which is shown, which receive the scavenging and supply air by lights not shown. The air inlet is devoid of regulators, so the air charge per cycle is practically constant.

   Each cylinder is equipped with a spark plug 7 and an injector 8. The gasoline arrives at the injector via a pipe 9, each of the injectors being supplied by an individual pump 10.



  Each pump comprises a piston 11, controlled by a cam 12 rotating at the speed w of the crankshaft 6 driven by the pistons of the four cylinders 5. The axis of the cam 12 is suitably wedged with respect to the crankshaft to achieve the injection at the desired time.

   The gasoline sent under a certain pressure by the feed pump 13 passes through the filter 14 and emerges through the port 15; when the piston 11, pushed by the cam, closes the port 15, it discharges the petrol into the pipe 9 through the valve 16.

   A relief valve 17 has a needle 18 normally held in the closed position by the movable core 19 of an electromagnet 20.

       The air gap 21 of this electromagnet 20 is very small and the force of this electromagnet is largely calculated so that when it is excited, the valve 17 remains fully closed under the injection pressure. If, on the contrary, the current is cut, the core 19 does not press on the needle 18 any more than the value of the thrust of the spring 22 (which is very low)

   and at the following udder delivery stroke, your needle 18 is lifted before the pressure necessary to cause the injection can be established in the pipe 9 and in the injector 6; the gasoline returns through channel 23 to the suction.

   There is therefore then no fuel injection into cylinder 5, although the air charge has been complete. The spark plug 7 then produces a spark without result.

    One of the terminals of each of the four electro-magnets of the pumps 10 is connected to the positive pole of the accumulator battery, the other terminal is earthed by means of a pad 1, respectively 2 , 3 and 4, rubbing on the rotary drum 24 of a distributor, and the brush 25. The drum 24 is rotated by a wheel 26 and a tan gente screw 27 from the crankshaft 6 of the engine.



  The gear ratio is chosen so that the crankshaft 6 makes nine turns while the drum 24 makes one.



       The drum 24 is formed by a stack of distributor elements in the form of discs, and is axially movable so that the distributor elements can each be brought successively opposite the studs 1, 2, 3 and 4.



  The first distributor element has a conductive surface over its entire periphery, and the tenth has an insulating surface over its entire periphery.

    The other distributing elements have at their periphery insulating sectors 28 each extending over an arc of 40 °. The second element has an insulating sector, the third two, the fourth three and so on up to the ninth element which has eight, these insulating sectors being arranged as shown in FIG. 2.



  All the conductive parts of the drum 24 are connected to ground by the brush 25. Thus, when the pads 1 to 4 rub against the first distributor element, the electromagnets 20 remain constantly on and the injections in each of the cylinders. 5 follow one another uninterruptedly at the rate of one injection per cycle; it is full load.

   On the other hand, when the pads 1 to 4 rub against the tenth distributor element, which is entirely insulating, the circuits of the electromagnets 20 are permanently interrupted, and the injections completely eliminated; this is the zero charge.



  When the pads 1 to 4 rub against one of the intermediate distributing elements, a certain number of injections are eliminated per period of nine cycles. Thus in the case of the second element, each cylinder only receives eight injections per period of nine cycles, as shown in the diagram of FIG. 4, where injections are represented by circles;

   the motor operates at 8/9 load. For the following dispensing element, each cylinder receives only seven injections per period; the engine operates at 7/9 load, and so on until the ninth distributor element, for which each cylinder receives only one injection per period of nine cycles;

   this is the 1/9 load. In the diagram of fig. 4 each horizontal row represents the nine cycles of each of the four cylinders corresponding to a period, to which corresponds a complete revolution of the distributor drum. The upper row corresponds to full load, the one immediately below to load 8 /, and so on.

    It can be seen that each time the drum 24 is moved along its axis so as to pass the pads 1 to 4 of a distributor element with a neighboring element, the load increases or decreases by 1/9 depending on the direction of movement.



  The quantity of fuel injected into the cylinders at each injection is invariable and chosen so that it gives, with the invariable quantity of air which each cylinder contains, an explosive mixture having the correct proportions desired.



  When the drum 24 is moved axially, this movement is continuous, while this drum has discontinuities. It therefore appears that at certain times, the pads 1 to 4 will straddle two distribution elements, for example those corresponding to the loads 6 /; 1 and 5/9;

   in this case, it is obviously the higher charge fraction which will be pre-valid. There is no need to fear insufficient contact, because the current required to close the electromagnet is very low; moreover, the rupture will take place both in the direction of rotation of the drum and in the direction of its translation.



  The insulating sectors of the distributor elements are arranged so that when a given injection has been cut by an insulating sector of the distributor element corresponding to a given load,

      it must also be cut by an insulating sector arranged identically for each of the distributing elements corresponding to the lower loads, otherwise there is a risk, when the pads 1 to 4 rub against two adjacent distributing elements,

      to have a higher load than one of the two loads considered. This arrangement is visible in FIG. 2 where, we see for example, that the insulating sector of the distributor element 8/9 corresponds to an insulating sector of each of the other elements,

   two insulating sectors of the distributor element 7/9 correspond to two insulating sectors of all, the others, etc ...



  As a result of this necessity, the denominator of the charge fraction cannot be chosen entirely if it is desired to keep the injections sufficiently equidistant. In addition, the number of cycles in a period must be prime with the number of cylinders.

   The arrangement of each insulating sector extending over 400 is such that the breaking effect of this sector takes place exactly during the duration of a cycle, that is to say that, conversely, the energization always takes place during at least the duration of one cycle, which ensures a suitable injection, as long as the <B> </B> delivery stroke of the piston 11, actuated by the cam 12,

       takes only a small fraction of the cycle.



  It should be noted that in the engine described, all the cylinders work or rest in the same proportion. <B> The. </B> axial displacement of the drum 24 takes place by an accelerator pedal 30 which makes varying the tension of a spring 29 acting axially on the sliding shaft 33 carrying the drum against the force exerted on

      this shaft by a centrifugal governor 31, 32 driven at the speed of the crankshaft 6 by means not shown.



  This regulator can move the drum axially in the opposite direction to the accelerator pedal by one or two load fractions, thus giving an adjustment limiting the speed possibilities of the driver.



  If we do not want to exceed a given speed limit, but we want to be able to keep the maximum acceleration up to around this limit, and consequently the total load, we choose the arrangement so that the regulator centers trifuge purely and simply cuts the current on the electro,

      for as long as the speed exceeds the expected speed. As soon as you are very slightly below the speed limit, the current is restored and the load can be maintained at maximum.



       The excellent efficiency at reduced loads of the motor described makes it possible, in a variant, to choose a high displacement and to arrange the cen trifuge regulator so that it can move the drum of the distributor over the entire extent of the distributor elements.



  Such a motor will have considerable flexibility and will be able to give a fairly constant torque per speed product, and therefore more or less constant power.



  In another embodiment. the engine could be four-stroke. In such an engine the speed of rotation of the camshaft controlling the injection pumps will be (w being the speed of the crankshaft) and the speed of the
EMI0003.0122
   drum of. distributor will be,

   for example from
EMI0003.0124
    The needles 18 of the injection pumps could also each be controlled by a compressed air capsule supplied by a distributor comprising a rotating drum having orifices (corresponding to the conductive sectors of the drum 24).

       making the aforesaid capsules communicate with the interior of the drum into which compressed air would be introduced, supplied, for example, by a sweeping or supercharging compressor. Finally,

    needles 18 could be mechanically controlled by cams, the hollows and solids of which correspond respectively to the insulating and conducting sectors of a distributor drum 24.



  In a polycylindrical variant, the arrangement could be such that the injections are first interrupted on a single cylinder until this cylinder is completely put out of circulation, then continue on the next cylinder and so on.



  The advantage of this variant is that it allows the load to be much more easily split, the disadvantage is that some of the cylinders will always be more loaded than others. The two types of control described above can be combined.



       Figs. 5 to 7 (corresponding to Figs. 2, 3 and 4 of the previous example relate to an embodiment the control of which is similar to that of the motor of Figs. 1 to 4.

       However, in this engine, which is six cylinders, the cylinders are divided into god groups of three, and the distributor elements are arranged with contact pads arranged so that from full load to 4/8 load, the cylinders 1, 2 and 3 are only subject to injection cuts,

    while from load 4/8 to load 0, with cylinders 1, 2 and 3 being completely cut off, cylinders 4, 5, 6 are cut progressively in turn, as shown in the diagram in fig. 7.



  In fig. 5, we see the arrangement of the contact pads corresponding to the cylinders 1, 2, 3 and 4, 5, 6, as well as that of the various insulating sectors of the distributor elements. In fig. 6, we see the assembly of the distributor elements RTI ID = "0003.0227" WI = "17" HE = "4" LX = "1754" LY = "2141"> constituting the rotary drum, which is in two parts,

      the left one, corresponding to cylinders 1, 2, 3 and the right one to cylinders 4, 5, 6.



  The three pads 1, 2, 3 are in the same plane and the three pads 4, 5, 6 in the same plane parallel to the first.



  The axial displacement of the drum, carried out in a manner analogous to that of the example of FIGS. 1 to 4, always affects two distributing elements;

       they are those which are located on the same vertical line in fig. 5 and to which corresponds a determined fraction of load. The four vertical columns (Roman numerals) of the diagram in fig. 7 represent the operating period which is four cycles;

   each of these columns is broken down into six columns each representing a cylinder of the engine.



  The six cylinders are indicated in the order of lighting and on two horizontal lines offset so as to clearly show the decomposition into two groups 1, 3; 2 and 5, 6, 4. The horizontal lines always represent the different load fractions 1, 7 / $, 6 / $, etc ... up to zero inclusive.



  The points of intersection of the horizontal lines and of the vertical lines represent, for each cylinder, as previously, the instant of injection and when the injection is actually made, these intersections are circled.



       In the various examples described, zero load is always reached, that is to say the operation for which the engine is running, but no fuel injection takes place in the whole thereof. This case will arise in the descents.

 

Claims (1)

REVENDICATION Moteur à explosion à injection du combustible, caractérisé par une admission d'air dépourvue d'or ganes de réglage et par au moins un cylindre auquel est adjoint une pompe d'injection dont la canalisation de refoulement est pourvue d'une soupape de décharge commandée par l'intermédiaire d'un distri buteur comprenant un organe tournant entraîné par le moteur à une vitesse telle qu'à un tour complet de cet organe tournant corresponde un nombre entier, supérieur à l'unité, de cycles de fonctionnements suc- sessifs, CLAIM Internal combustion engine with fuel injection, characterized by an air intake devoid of regulating devices and by at least one cylinder to which is added an injection pump, the delivery pipe of which is provided with a relief valve. controlled by means of a distributor comprising a rotating member driven by the motor at a speed such that a complete revolution of this rotating member corresponds to a whole number, greater than unity, of successive operating cycles , ce distributeur étant agencé de façon qu'il puisse prendre plusieurs positions, pour certaines desquelles la soupape de décharge ,est commandée de manière qu'à l'un au moins des cycles correspondant à un tour dudit organe tournant ne corresponde aucune injection, les injections qui ont lieu s'effec tuant toutes à un débit uniforme, le tout de façon que la puissance fournie par le moteur varie lorsque le distributeur passe d'une desdites positions. à une autre. this distributor being arranged so that it can take several positions, for some of which the discharge valve, is controlled so that at least one of the cycles corresponding to one revolution of said rotating member does not correspond to any injection, the injections which take place all effecting at a uniform flow rate, the whole so that the power supplied by the motor varies when the distributor passes from one of said positions. to another. SOUS-REVENDICATIONS 1. Moteur selon la revendication dans lequel le distributeur comprend un tambour présentant plu sieurs éléments distributeurs en forme de disques, dont chacun assure sur une fraction de son pourtour, l'ouverture de la soupape de décharge. 2. Moteur selon la revendication, dans lequel la soupape de décharge est maintenue fermée par un relais. 3. Moteur selon la revendication, dans lequel la soupape de décharges est maintenue fermée par de l'air comprimé. 4. SUB-CLAIMS 1. Motor according to claim in which the distributor comprises a drum having several distributing elements in the form of discs, each of which ensures on a fraction of its periphery, the opening of the discharge valve. 2. Engine according to claim, wherein the relief valve is kept closed by a relay. 3. Engine according to claim, wherein the discharge valve is kept closed by compressed air. 4. Moteur selon la revendication, dans lequel la soupape de décharge est maintenue fermée par une came. 5. Moteur selon la revendication, dans lequel le distributeur comprend un tambour présentant plu sieurs éléments distributeurs empilés, le passage d'une charge à une autre se faisant par déplacement axial du tambour. 6. Moteur selon la revendication et la sous-reven- dication 5, dans lequel le déplacement axial du tam bour du distributeur est réalisé par une pédale d'ac célérateur. 7. An engine according to claim, in which the relief valve is kept closed by a cam. 5. Motor according to claim, wherein the distributor comprises a drum having a plurality of stacked distributor elements, the passage from one load to another being effected by axial displacement of the drum. 6. Motor according to claim and sub-claim 5, in which the axial displacement of the drum of the distributor is effected by an accelerator pedal. 7. Moteur selon la revendication et la sous-reven- dication 5, dans lequel le déplacement axial du tam bour du distributeur est réalisé par une manette de commande. 8. Moteur selon la revendication et les sous-re- vendications 1, 5 et 6, caractérisé par un régulateur centrifuge capable de déplacer sur moins une partie de sa course axiale possible ledit tambour du distri buteur, le régulateur tendant, au fur et à mesure que la vitesse du moteur augmente, Motor according to claim and subclaim 5, in which the axial displacement of the distributor drum is effected by a control handle. 8. Motor according to claim and sub-claims 1, 5 and 6, characterized by a centrifugal governor capable of moving at least a part of its possible axial stroke said distributor drum, the regulator tending, as and when. as the engine speed increases, à déplacer le tambour à l'encontre de l'effort exercé sur celui-ci par ladite pédale. 9. in moving the drum against the force exerted on it by said pedal. 9. Moteur selon la revendication et les sous-re- vendications 1, 5 et 7, caractérisé par un régulateur centrifuge capable de déplacer sur moins une partie de sa course axiale possible ledit tambour du distri buteur, le régulateur tendant, au fur et à mesure que la vitesse du moteur augmente, à déplacer le tambour à l'encontre de l'effort exercé sur celui-ci par ladite manette. 10. Motor according to claim and sub-claims 1, 5 and 7, characterized by a centrifugal governor capable of moving said distributor drum over at least part of its possible axial stroke, the governor tending, as and when the speed of the motor increases, in moving the drum against the force exerted on it by said lever. 10. Moteur selon la revendication et les sous-re- vendications 1, 5, 6 et 8, caractérisé par un dispositif de limitation de vitesse commandé par le régulateur centrifuge de telle façon qu'au-delà d'une certaine vitesse limite du moteur, la soupape de décharge soit ouverte de façon à interrompre totalement les injections. 11. Motor according to claim and sub-claims 1, 5, 6 and 8, characterized by a speed limitation device controlled by the centrifugal governor in such a way that beyond a certain limit speed of the motor, the discharge valve is open so as to completely stop the injections. 11. Moteur selon la revendication et la sous-re- vendication 1, constitué par un moteur polycylindri- que, Engine according to claim and sub-claim 1, consisting of a polycylindrical engine, caractérisé en ce que la fraction du pourtour de chaque élément distributeur provoquant l'ouverture de la soupape de décharge est diposée de telle manière que les coupures d'injection sur chaque cylindre qui se produisent au cours des cycles succes- sifs sont réparties de telle façon que, pour une frac tion de charge donnée, tous les cylindres travaillent ou se reposent dans la même proportion, characterized in that the fraction of the periphery of each distributor element causing the opening of the relief valve is arranged in such a way that the injection cuts on each cylinder which occur during the successive cycles are distributed in such a way that, for a given fraction of load, all the cylinders work or rest in the same proportion, le nombre de cycles par période constituant le dénominateur de la fraction de charge et le nombre de cylindres étant des, nombres premiers entre eux. 12. Moteur selon la revendication et la sous-re- vendication 1, constitué par un moteur polycyadri- que, the number of cycles per period constituting the denominator of the charge fraction and the number of cylinders being prime numbers between them. 12. Motor according to claim and sub-claim 1, consisting of a polycyadric motor, caractérisé en ce que la fraction du pourtour de chaque élément distributeur provoquant l'ouverture de la soupape de décharge est disposée de telle manière qu'une réduction progressive du travail à pleine charge est tout d'abord obtenue par un accrois sement successif du nombre des coupures d'une période pour un seul cylindre seulement, characterized in that the fraction of the periphery of each distributor element causing the opening of the relief valve is so arranged that a progressive reduction of the work at full load is first obtained by a successive increase in the number of one-period cuts for a single cylinder only, chacun des autres cylindres n'étant ensuite soumis à des cou pures d'injection que lorsque celles du cylindre pré cédent s'étendent à tous les cycles d'une période. 13. each of the other cylinders then being subjected to pure injection cuts only when those of the previous cylinder extend to all the cycles of a period. 13. Moteur selon la revendication, constitué par un moteur polycylindrique, caractérisé en ce que les cylindres sont répartis par groupes dans chacun des quels les coupures d'injection de chaque période sont réparties de telle façon que, pour une fraction de charge donnée, tous les cylindres de chaque groupe travaillent ou se reposent dans la même proportion, Engine according to claim, consisting of a polycylindrical engine, characterized in that the cylinders are distributed in groups in each of which the injection cuts of each period are distributed in such a way that, for a given fraction of load, all the cylinders of each group work or rest in the same proportion, un groupe qui suit un autre groupe n'étant soumis à des coupures d'injection que lorsque celles de tous les cylindres du groupe précédent s'étendent à tous les cycles d'une période. a group which follows another group being subjected to injection cuts only when those of all the cylinders of the preceding group extend to all the cycles of a period.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2568945A1 (en) * 1984-08-10 1986-02-14 Lucas Ind Plc FUEL PUMPING DEVICE
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