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Perfectionnements aux dispositifs pour distribuer un liquide sous forme de fine pluie intermittente.
La présente invention concerne des dispositifs pour distribuer un liquide sous forme de fine pluie inter- mittente, par l'action d'une pompe à piston à laquelle le liquide est amené sous pression et elle est particulière- ment applicatble à l'injection de combustible liquide dans le cylindre de moteurs à combustion interne à grande vitesse.
Le but de l'invention est de fournir un dispositif qui fonctionne efficacement a des vitesses très élevées et assure l'injection du combustible ou autre liquide à haute pression, dans le cylindre moteur ou autre espace, avec une
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action subite du pulvérisateur aux moments où la pulvérisa- tion commence et cesse.
Lorsque des quantités mesurées d'un liquide doi- vent être transformées en pluies fines qui doivent être en- voyées dans un espace d'air d'une fagon assurant un mélange tel des particules de liquide avec l'air que, dans le cas d'un combustible liquide, la combustion complète et rapide s'effectue en un temps déterminé et très courte il est né- cessaire de faire commencer et cesser de fagon très brus- que l'écoulement du liquide vers le pulvérisateur et d'obli- ger cet écoulement à se produite sous une pression élevée.
Cette rapidité de la mise en tr&in et de l'arrêt de l'écoule- ment et la pression élevée aboutissant à l'action désirée de l'atomiseur, savoir: la production d'une pluie liquide qui a la finesse nécessaire et dans laquelle les particules de liquide sont projetées dans l'espace d'air de manière à les faire jaillir du pulvérisateur et se mouvoir avec une grande rapidité et sans se gêner l'une l'autre, ce qui provoque un mélange parfait des particules de liquide et de l'air, de sorte que ces particules peuvent toutes être allumées et brûler rapidement. La présente invention permet d'obtenir ce résultat d'une manière et par des moyens convenant particu- lièrement pour permettre l'injection de combustible liquide et sa combustion dans le cylindre d'un moteur à combustion interne fonctionnant à grande vitesse.
Dans un semblable mo- teur, une pression qui.peut être de l'ordre de 700 Kgs. par cm2. peut être développée dans le conduit de refoulement lors- que le liquide est refoulé vers et à travers le pulvérisateur et la construction de l'appareil employé pour produire le re- foulement du liquide doit être telle qu'elle évite les fuites
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sous cette pression élevée, de fagon que le liquide puisse être débité et pulvérisé de la manière désirée.
A cet effet, on utilise suivant la présente inven- tion un pulvérisateur automatique destiné à être actionné par des impulsions à haute pression produites dans le con- duit de refoulement par lequel le liquide est envoyé et le mécanisme employé pour produire ces impulsions comprend une pompe du type rotatif refoulant le liquide sous une pression importante et uniforme, en passant par une chambre d'expan- sion, dans un conduit de refoulement aboutissant à un pulvé- risateur, un dispositif à piston à mouvement de va-et-vient agissant sur le liquide dans ce conduit de refoulement et un mécanisme à soupape qui rend sans effet une ou des parties, par.
exemple le début et la fin de chaque course de refoulement du dispositif à piston et fait en sorte que le reste de cha- que course imprime à la colonne liquide une impulsion suffi- sante pour faire fonctionner le pulvérisateur. Dans certains cas, le dispositif à piston peut avoir la forme d'une pompe du type à piston à mouvement alternatif coopérant avec un mécanisme à soupape commandé de fagon positive dans un et de préférence dans les deux sens, et dans ce cas le piston et le mécanisme de soupape sont actionnés de fagon à fonctionner et à débiter le combustible lorsqu'ils se meuvent approxima- tivement avec leur plus grande vitesse, c'est-à-dire lorsqu'ils se meuvent à une vitesse qui n'est pas inférieure à leur vi- tesse moyenne et dépasse considérablement celle-ci.
Pour ob- tenir ce résultat, la soupape est construite de telle fagon que, par suite de sa commande positive, la pompe à piston ne puisse débiter le liquide que pendant la partie médiane de la course de refoulement du piston tandis que, pendant les par-
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ties restantes de la course du piston, le liquide refoulé est détourné.De la sorte, lorsque le piston fonctionne pour débiter le liquide, il se meut à peu près à sa vitesse la plus élevée. La soupape est construite et actionnée de fa- çon à se mouvoir à peu près à sa vitesse la plus élevée lorsqu'elle intervient pour faire commencer et cesser le débit de liquide, la partie Médiane de son mouvement alter- natif étant utilisée à cet effet.
La soupape est disposée de préférence du côté as- piration de la pompe de façon à fermer le conduit d'aspira- tion au moment où le piston de la pompe doit agir pour dé- biter le liquide. Aux autres moments, la soupape oblige le liquide débité par le piston de la pompe à revenir dans la chambre d'expansion ou dans un réservoir.
Suivant une variante, une soupape d'arrêt peut être disposée dans le conduit d'aspiration et la soupape qui commande le débit peut se trouver du côté refoulement de la pompe, cette soupape servant alors à ouvrir et à fer- mer le conduit de refoulement aux moments voulus, tandis qu'à d'autres moments le liquide refoulé par le piston de la pompe est détourné vers la chambre d'expansion ou vers un réservoir.
Cette disposition qui nécessite une soupape automatique dans le passage d'aspiration peut ne pas être aussi satisfaisante que d'autres dispositions de la soupape ou du mécanisme à soupape, vu qu'une soupape qui doit être ramenée automatiquement sur son siège tend à permette des fuites lorsque l'appareil fonctionne à grande vitesse et sous des pressions élevées, par suite du léger retard qui peut se produire dans Inapplication de la soupape sur son siège.
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Dans un autre cas encore, la pàmpe elle-même peut être construite et disposée de fagon à fonctionner comme une soupape, par exemple en donnant à l'organe à mouvement alternatif de la pompe la forme d'un piston qui se meut dans un court cylindre avec des guides ouverts à chaque extrémité, le cylindre étant dispose de façon que le pis- ton y passe pendant la partie médiane de sa course. De cette manière, sauf lorsqu'il se meut approximativement à sa vi- tesse la plus élevée et traverse le court cylindre, le piston n'agit pas pour refouler du liquide dans le conduit de refoulement.
Suivant une autre construction, où le piston de la pompe agit comme soupape, des lumières et des conduits peuvent être formés dans ce piston et disposés de fagon à coopérer avec des lumières d'aspiration et de refoulement ménagées dans la paroi du cylindre dans lequel le piston se meut, de façon que la pompe fonctionne de la manière désirée.
Dans certains cas, la soupape peut être construi- te de fagon à tourner continuellement ou à recevoir un mou- vement d'oscillation, sa construction étant telle, dans l'un ou l'autre cas, qu'on a la certitude qu'elle commande le débit de la manière indiquée. Une semblable soupape ro- tative peut être du type à manchon et être disposée autour du plongeur ou piston de la pompe, ou autrement.
La soupape peut être réglable pour permettre de faire varier la quantité de liquide débitée. Par exemple, dans le cas d'une soupape à. piston à mouvement alternatif, la soupape peut avoir une forme hélicoïdale et être disposée de fagon qu'on puisse la faire tourner en vue du réglage.
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Lorsque la soupape est du type rotatif, les lumières peuvent être formées de fagon qu'on puisse produire le réglage en déplaçant la soupape suivant son axe.
La disposition d'une chambre d'expansion, par exem- ple dtune chambre contenant de l'air, dans laquelle le li- quide passe en allant vers le tuyau d'aspiration de la pom- pe à piston, peut contribuer à produire l'action réflexe dé- sirée après chaque course de refoulement, cette coopération étant toutefois déterminée par la construction, la dispositif et le fonctionnement de la soupape.
Pour la mise en pratique de la présente invention, il est préférable de faire en sor- te que l'écoulement de la pompe d'alimentation et de la cham- bre d'expansion vers la pompe à piston puisse être aussi di- rect que possible et, lorsque le dispositif de soupape est placé du cote aspiration de la pompe, on doit faire en sorte, dans la mesure où c'est praticable et compatible avec le fonctionnement désiré de la soupape, que les lumières et les passages ai-ient une forme offrant le minimum de résistance à l'écoulement vers la pompe à liquide.
lorsque l'invention est appliquée à des moteurs à combustion interne policylindriques, on peut disposer un appa- reil à piston à mouvement alternatif pour chaque cylindre, le combustible liquide étant envoyé à tous'ces appareils par une seule pompe. Suivant une variante, un seul dispositif à mouvemnt alternaitf peut être employé pour commande le pulvérisateur à combustible d'un groupe de deux ou plusieurs cylindres moteurs, une soupape de distribution étant dans ce cas employée et disposée de façon que le combustible li- quide ne soit envoyé à chaque pulvérisateur que pendant des courses choisies du piston.
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La pompe servant à entretenir la pression impor- tante et uniforme peut avantageusement être du type à engre- nages ou d'un autre type rotatif.
L'invention peut être réalisée de différentes ma- nières mais deux constructions différentes conformes à la présente invention sont représentées à titre d'exemple de fagon quelque peu schématique sur les dessins annexés dans lesquels:
La Fig. 1 est une coupe d'une construction destinée plus particulièrement à fournir du combustible liquide à un moteur à combustion interne à deux cylindres ou à un groupe de deux cylindres dans un moteur à combustion interne com- portant un plus grand nombre de cylindres.
La Fig. 2 est une vue semblable à la Fig. 1, mon- trant une variante de la disposition.
La Fig. 3 montre schématiquement l'application de la construction représentée sur la Fig. 2 au cas d'un moteur combustion interne à six cylindres,
Dans la construction représentée sur la Fig. 1 le combustible s'écoule d'un réservoir approprié par un tuyau A vers une pompe B du type rotatif qui débite le combustible sous une pression importante et constante par un tuyau ou conduit C. Ce conduit communique avec une chambre d'expan- sion D de genre et construction appropriés. Transversalement au conduit de refoulement C se meut une soupape E du type à piston ou plongeur. La soupape est construit'avantageusement sous la forme d'une tige pleine qui est amincie ou dont le diamètre est réduit en El et E2.
La partie E de la soupape située entre les parties amincies comporte, du côté adjacent à la partie E2 de diamètre réduit, un bord qui est incurvé
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par exemple en forme d'hélice, de façon qu'en faisant tour- ner la soupape pour la régler on puisse faire varier la pé- riode de temps pendant laquelle le conduit de refoulement est fermé tandisque la soupape accomplit la partie médiane de sa course. On peut faire tourner la soupape de différen- tes manières, par exemple au moyen d'une roue dentée F en- tourant l'extrémité supérieure E3 de la soupape et recevant un mouvement de rotation par l'intermédiaire d'une crémaillè- re ou de toute autre manière.
La partie ca du conduit de refoulement qui se trou- ve au-delà de la soupape E fait partie de la chambre d'une pompe à piston plongeur G. Cette pompe reçoit un mouvement alternatif au moyen d'un excentrique Hqui sert également à produire le mouvement alternatif de la soupape E par l'in- termédiaire d'un levier à deux branches J, J1 suporté par un pivot J2 monté sur un excentrique, ce montage à excentri- que permettant de régler la position de la soupape. Le bras J est relié, par exemple par un joint sphérique, à une extré- mité de la soupape E tandis que le bras J1 est bifurgué au construit de ,autre manière lui permettant de venir en prise avec un collier Gl monté sur la tige du piston de pom- pe G.
De la chambre de pompe 01, un tuyau ou un conduit de refoulement K aboutit à une enveloppe L dans laquelle se meut en va-et-vient une soupape de distribution M du type à piston Des lumières l1 et l2 des tuyaux N et N1 aboutis sent respectivement à des atomiseurs 0 d'une construction quelconque appropriée, placés chacun dans le cylindre d'un moteur à combustion interne. La soupape M est mise positif ment en mouvement alternatif dans les deux sens par un excentrique P agissant par l'intermédiaire d'un levier P1,
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Une soupape de retenue du type à bille, telle que
K1 est avantageusement disposée dans le conduit de refoule- ment entre la chambre de pompe C1 et la soupape de distribu- tion M.
L'atomiseur 0 est muni d'une soupape 01 destinée être appliquée sur son siège par l'action d'un ressort et soulevée de son siège par la pression du combustible liquide lorsque celui-ci est refoulé vers le pulvérisateur.
On voit que la construction et la disposition de tout l'appareil sont telles que celui-ci puisse résister à des pressions élevées tout en évitant les fuites. Si on le désire, l'enveloppe L de la soupape de distribution peut être faite d'une pièce avec la pièce Q dans laquelle est formée la chambre de pompe C1 la soupape E et la pompe G se mouvant en va-et-vient dans cette pièce formant enveloppe.
Si l'appareil doit fournir du combustible liquide à un seul cylindre.la soupape de distribution M est suppri- mée et le combustible s'écoule alors directement de la cham- bre de pompe Cl au pulvérisateur 0.
Lorsque l'appareil fonctionne, le combustible li- quide s'écoule sous pression par le conduit C vers la cham- bre de pompe Cl pendant la course d'aspiration du piston de pompe G, la soupape E étant alors dans une position telle qu'elle permet le libre passage du combustible liquide vers la chambre de pompe Cl. Pendant la première partie de la course de refoulement du piston de pompe G, la soupape E se meut d'une manière correspondante mais sa construction et sa position par rapport aux lumières sont telles qu'à ce mo- ment le conduit d'admission de combustible C n'est pas fermé de sorte que le piston G provoque un reflux de combustible dans la chambre à expansion D.
Lorsque le piston de pompe G
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et la soupape E atteignent la partie médiane de leur course et sont animés d'une grande vitesse, la soupape ferme le conduit d'admission et cette fermeture se produit de façon très brusque. Il en résulte gu'une impulsion puissante est imprimée à la colonne de liquide contenue dans la chambre de pompe Cl et dans les tuyaux de refoulement K et N, la soupa- pe de distribution L s'étant alors placée dans une position telle qu'elle ouvre la lumière Ll ou la lumière L2 pour le libre écoulement du combustible liquide vers le pulvérisa- teur de l'un ou l'autre des cylindres. Du combustible li- quide est alors envoyé sous une pression élevée par le pul- vérisateur 0 dans le cylindre.
La continuation du mouvement de la soupape E dans la même direction provoque de nouveau l'ouverture brusque du conduit d'admission qui se produit alors que le piston de pompe G se meut encore vers l'inté- rieur, et le conduit d'admission reste alors ouvert pendant le reste de la course de refoulement de la pompe. Par suite de l'ouverture brusque du conduit d'admission, due au fait que la soupape E se meut alors encore à grande vitesse, une action réflexe se produit dans la colonne de liquide conte- nue dans les tuyaux de refoulements K,N et dans la chambre de pompe Cl. Il en résulte que l'écoulement du combustible liquide par le pulvérisateur 0 s'arrêta brusquement et que la soupape 01 se pose instantanément sur son siège.
Le mé- canisme produit ainsi, sur la colonne de liquide contenue dans la chambre de pompe Cl et du cote refoulement de la pompe, une succession de pulsations de haute et basse pres- sion, alternant rapidement, tandis qu'en même temps le mé- canisme sert à provoquer le débit de quantités de combusti- ble qui peuvent être exactement déterminées.
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Dans la variante de construction représentée sur la Fig. 2, le plongeur du dispositif à piston à mouvement al- ternatif est construit de fagon à former lui-même sa propre soupapeDans cette construction, comme dans le cas de la Fig 1, le combustible liquide stécoule d'un réservoir approprié Al par un tuyau A2 vers une pompe à engrenages B1 actionnée par le vilebrequin Hl du moteur au moyen de roues dentées appropriées B2 Cette pompe Bl refoule le combustible, à une pression élevée sensiblement uniforme, dans un conduit C2 contenant une chambre dexpansion Dl.
Ce conduit 02 débouche dans un cylindre Rccompor- tant une petite partie R1 de diamètre réduit. Un pist&n S qui s'adapte exactement dans la partie rétrécie RI est is en mouvement alternatif dans le cylindre par un excentrique H2 monté sur le vilebrequin Hl du moteur, de manière à passer dans la partie rétrécie R1 du cylindre pendant la partie médiane de sa course, c'est-à-dre lorsqu'il se meut à peu près à sa vitesse la plus élevée. Le conduit 02 débouche dans le cylindre en-dessous de la partie rétrécie R1 et un conduit de refoulement K2 part de la partie supérieure du cylindre.
Le conduit K2 aboutit à une soupape de distribu- tion à deux voies Ml qui est mise en mouvement alternatif dans une enveloppe cylindrique L3 par un excentrique P3 mon- té sur un arbre P2 actionné par les roues dentées B2, et qui commande deux passages de refoulement N2, N3 dont chacun aboutit à un pulvérisateur 02, soumis à Inaction d'un ressort et disposé dans un cylindre moteur; La pression produite par la pompe Bl est choisie de fagon à être insuffisante pour faire fonctionner la soupape du pulvérisateur, mais le piston S intervient pour augmenter cette presàon et pour
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imprimer à la colonne de liquide contenue dans le conduit de refoulement des impulsions sous une pression suffisante pour faire fonctionner le pulvérisateur.
Lors du fonctionnement, pendant la première partie de la course ascendante du piston S, tout le conduit de re- foulement 02, K2, N2 (ou 02, K2, N3) est ouvert (après que la soupape de distribution NI a ouvert l'un ou l'autre des con- duits N2, N3), mais la soupape du pulvérisateur reste fermée vu que la pression produite par la pompe Bl est insuffisante pour la faire fonctionner. Cette situation se maintient jus- qu'au moment où le piston S approche de la partie médiane de sa course, où il se meut à sa vitesse la plus élevée. Pendant cette partie de sa course, le piston passe dans la partie ré- trécie R1 de son cylindre R et une impulsion de pression très élevée est imprimée à la colonne liquide contenue dans le passage de refoulement K2.
Cette impulsion qui commence de fa- gon très brusque par suite de la grande vitesse du piston S lorsqu'il atteint pour commencer la partie rétrécie RI provo- que l'ouverture brusque de la soupape du pulvérisateur et l'in jection d'une pluie fine de combustible liquide à haute pres- sion dans le cylindre moteur.Lorsque le piston S quitte la partie rétrécie RI,les deux parties C2 et K2 du conduit de refoulement sont brusquement mises en communication l'une avec l'autre et la pression derrière le pulvérisateur tombe brus- quement.Ceci provoque une fermeture brusque de la soupape du pulvérisateur qui reste fermée pendant le restant de la course ascendante du piston et pendant la totalité de la course de retour, après quoi le cycle recommence Du combustible est refoulé par les deux passages N2,
N3 pendant des courses de refoulement alternées du piston. On voit que le dispositif à piston à mouvement alternatif ntagit pas seulement comme @
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moyen d'augmenter la pression dans le conduit de refoulement mais aussi comme moyen de mesure et de commande du temps, réglant l'injection du combustible dans les cylindres mo- teurs.
On remarquera que le dispositif à piston à mou- vement alternatif peut commander l'injection du combustible dans un seul cylindre au lieu de deux, auquel cas la soupape de distribution est supprimée et le passage K2 aboutit di- rectement au pulvérisateur.
Dans certains cas, il peut être préférable de fai- re en sorte que la pompe Bl débite plus de combustible qu'il n'en faut réellement pour donner la certitude que les diffé- rentes chambres et les différents conduits sont toujours pleins, ceci peut être réalisé en disposant entre le conduit 02 et le réservoir Al un conduit de dérivation commandé par une soupape à ressort qui s'ouvre lorsqu'une pression déter- minée est atteinte. la Fig. 3 montre schématiquement une disposition pour un moteur à combustion interne à six cylindres.
Le combustible est amené d'un réservoir A3, par une pompe à en- grenages B3, à une chambre D2 munie d'un réservoir d'expan- sion D3. De cette chambre D2, trois conduits C3 aboutissent respectivement à trois dispositifs R2 à piston à mouvement alternatif (du genre décrit à propos de la Fig.2). Chaque Dispositif à piston R2 refoule le liquide par un passage K3 vers une soupape de distribution à deux voies M2 commandant les passages N4 aboutissant à deux pulvérisateurs 03. Le fonctionnement de cette disposition ressort clairement de la description donnée ci-dessus, de la disposition représen- tée à la fig 2.
Il va de soi que des dispositions sembla-
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bles peuvent être employées pour des moteurs comportant d'autres nombres de cylindres et que chaque dispositif à piston à mouvement alternatif peut être employé pour commander l'admission de combustible à un des cylindres seule- ment au lieu de deux, comme on l'a représenté.
REVENDICATIONS.
EMI14.1
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1.- Dans un appareil pour distribuer un liquide sous forme de fine pluie intermittente, la combinaison d'une pompe du type rotatif débitant le liquide sous une pression notable et uniforme dans un conduit de refoulement aboutissant à un pulvérisateur automatique, avec un dispo- sitif à piston à mouvement alternatif agissant sur le li- quide contenu dans le conduit de refoulement et un dispositif à soupape qui fait en sorte de rendre sans effet une ou plu- sieurs parties de chaque course de refoulement du dispositif à piston et agit de manière que la partie restante de cha- cune de ces courses imprime à la colonne liquide contenue dans ce conduit une impulsion à une pression accrue suffi- sante pour faire fonctionner le, pulvérisateur.