<Desc/Clms Page number 1>
" PERFECTIONNEMENT AUX MOTEURS A COMBUSTION INTERNE ".
La présente invention a trait à un perfectionnement apporté à la régulation de l'injection dans les moteurs à. combustion interne et plus particulièrement au type de moteur dans lequel le combustible liquide est injecté par une pompe pendant la course de compression et ce, sans employer d'injec- tion d'air, l'invention offre des moyens simples pour graduer la quantité de charge injectée pour maintenir la combustion efficace sous des conditions variables de vitesse et de charge.
L'invention concerne aussi une régulation et un réglage des
<Desc/Clms Page number 2>
moteurs du type multicylindrique à injection, grâce auxquels chaque cylindre peut être exactement réglé pour fournir un travail équivalent à celui des autres, et grâce auxquels un réglage commun, à la main ou par un régulateur, peut faire varier, simultanément et également la quantité de combus- tible injectée dans tous les cylindres. L'invention a trait, de plus, à d'autres caractéristiques de fonctionnement et de construction qui seront éclaircies ci-après.
L'invention a, été représentée sur les dessins anne- xés dans son application à un type de moteur avec lequel on préfère l'utiliser, bien qu'elle ne soit pas limitée à cette application.
Dans ces dessins : 'La fig. 1 est une vue en élévation partiellement cou- pés d'une partie d'une extrémité d'un moteur vertical à plusieurs cylindres, partie suffisamment grande pour représenter le sys- tème de régulation.
La fig. 2 est une vue de profil d'une partie de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe verticale de l'une des pompes à combustible et des parties y associées.
La fig. 4 est une vue de détail de la came- de la pom- pe.
La fig. 5 est un détail vu en bout de l'extrémité de la béquille de décalage et des parties y associées.
La fig. 6 est une vue en coupe faite à travers le ré- gulateur et la manette de réglage.
Dans le moteur représenté, les divers cylindres sont montés sur une base commune ou carter à manivelle 1 et cha- que cylindre comporte une chemise de circulation d'eau, ou un espace de compression 2,refroidi de manière équivalente, relié à la chambre de piston par une ouverture étranglée 3 et pour- vue d'injecteurs de combustible opposés 4 ,ces derniers
<Desc/Clms Page number 3>
étant disposés 'aux extrémités opposées de l'espace de combus- tion, qui est oblong, pour que les jets qu'ils injectent soit intimement mélangés en se heurtant mutuellemento Ces injecteurs sont de construction identique et disposés pour injecter le combustible à l'état très finement pulvérisé sans air,
et chaque injecteur comprend une petite soupape de rete- nue à ressort de rappel 5 s'ouvrant dans la direction de l'écot lement du combustible et tendant à se fermer rapidement contre l'action de la contre-pression régnant dans l'espace de combus- tion. Dans le cas d'un moteur à quatre temps, l'espace de combustion est muni de soupapes d'admission et d'échappement, comme représenté, la commande de ces soupapes se faisant par . toutes transmissions appropriées ( non représentées pour ne pas compliquer les dessins).
Les deux soupapes d'injection de chaque cylindre sont reliées à la conduite de distribution 6 d'une pompe à combustible ± prévue pour chaque cylindre, toutes les pompes à combustible étant montées sur- le carter, direc- tement au-dessus de l'arbre à marnes 8 qui les actionne et en face d'un arbre de réglage 9 qui règle leurs débits respec- tifs en combustible. Les deux arbres précités sont communs à tous les cylindres du moteur. L'arbre à cames 8 est tourillon- né dans le c:arter et reçoit son mouvement, par tout moyen approprié, depuis l'arbre à manivelle, et cet arbre est visi- ble sur la fig. l;à travers l'ouverture de visite, de laquel- le, dans cette figure, on a enlevé la plaque couvercle 10 (représentée sur la fig. 2).
L'arbre de réglage 9 est un arbre oscillant tourillonné de manièss appropriée sur l'exté- rieur du charter et relié, en 'un point approprie de sa longueur, à un régulateur 11 ainsi qu'à une manette de réglage 12. L'ar- bre oscillant est disposé de manière à être actionné par les deux dispositifs situés à l'extrémité et réglant simulta- nément les débits en combustible de toutes les pompes d'in- jection réglant ainsi la vitesse du moteur. Le régulateur est commandé par pignons coniques depuis l'arbre à came 13, mais peut évidemment être monté et commandé par tous autres moyens appropriés.
<Desc/Clms Page number 4>
Chaque pompe a combustible comprend un piston plon- geur 13actionné par un ressort de'pompe 14 et un poussoir
15 muni d'un galet en contact avec une came de pompe 16 fixée à 1$arbre à cames 8. Les détails de construction de la pompe et sa manière de fonctionner peuvent être établis com- me on le désire, mais la pompe devra être établie pour débi- ter du combustible à une pression de l'ordre de plus de 150 kilos, par exemple, par cmq pour assurer une fine pulvérisa- tion du combustible aux injecteurs. La pompe est munie d'un levier à main 17 permettant de l'actionner manuellement, lorsqu'on le désire, et d'une vis d'arrêt 17a qui sert de bu- tée réglable pour le levier à main et qui, de plus, sert à limiter la course d'aspiration du piston plongeur comme on le verra.
La pompe puise le combustible: à travers une soupape d'aspiration 18 et le débite à travers une soupape de refoule- ment 19 dans une chambre 20 de laquelle une partie du combus- tible passe à la conduite d'amenée 6 qui le transporte aux injecteurs, et le reste passe par une soupape d'échappement ou de trop plein 21 dans une conduite de trop plein 22 qui ramène le combustible au réservoir principal d'alimentation.
Dans le cas représenté, la soupape d'échappement est maintenue sur son siège par le même ressort qui maintient la soupape de refoulement 19 sur le sien, et la dite soupape d'échappement est ouverte sous l'action d'un levier 23 qui s'appuie sur un rouleau 24 et est actionné par une tige poussoir 25 sur la- quelle il pivote. La tige poussoir est supportée de manière coulissante à son extrémité supérieure par un support fixe 26 et est fixée à son extrémité inférieure, à un bras support 27 qui est lui-même fixé au poussoir 15 ou à toute autre pièce ac- tionnée en phase avec ce poussoir, de telle sorte que le le- vier 23 oscillera autour de son point d'appui 24 et dans une direction telle qu'il ouvrira la soupape d'échappement à cha- que course de la pompé.
La longueur de la tige poussoir est réglable par l'intermédiaire des écrous en prise avec ses
<Desc/Clms Page number 5>
parties filetées, comme représenté.
Il est évident que si la soupape d'échappement est ouverte tout'au début de la course, très peu de combus- tible, sera débite à travers la conduite 6.aux injecteurs, car
Une plus grande quantité de combustible trouvera un passage aisé par la soupape d'échappement à la conduite de trop plein
22; par contre, si cette soupape s'ouvre tardivement une gran- de quantité de combustible sera débitée aux injecteurs.
La variation dans le moment d'ouverture de la soupape d'échappe- ment règle ainsi la. quantité de combustible injectée et, en fonctionnement, cette variation est produite en changeant la position/formant point d'appui le long du levier 23 de la sou- pape d'échappement, et c'est dans ce but que ce rouleau est mnnté sur l'extrémité supérieure du bras oscillant 28 qui est fixé à l'arbre de réglage 9. précité et disposé pour être action né par lui.
Il est prévu en quelque point de la transmission existant entre le piston plongeur et la soupape d'échappement un certain degré de mouvement à vide et, cans le cas présent, ce mouvement à vide existe entre la. surface supérieure courbe du levier 23 de la soupape d'échappement et son point d'appuie
Lorsque le poussoir 15. accomplit sa.
course de pompage, le le- vier 23 ne devient apte à ouvrir la soupape d'échappement qu'a- près que sa surface supérieure est venue en contact avec son rouleau d'appui 24 et il est évident qu'il viendra en contact avec la tige poussoir 25 à un moment qui sera d'autant plus tôt, ou plus tard, que le rouleau d'appui sera plus éloigne ou moins éloigné,de sa liai- son à pivot, de telle sorte que la position angulaire dé l'ar- bre oscillant 9 et de ses bras 28 reglen la valeur des charges qui sont injectéesdans chaque cylindre du .moteur.
La sur- face supérieure du levier de la soupape d'échappement est courbe, de préférence suivant un arc de cercle dont le rayon est égal à celui de l'arbre de réglage 28..'et en réglant la vis de contact 29, par laquelle le levier est en contact'
<Desc/Clms Page number 6>
avec la soupape ou et en réglant la longueur de la tige pous- soir 25, la dite surface peut être amenée à toute position voulue, par rapport au rouleau d'appui, de telle sorte que l'étendue du mouvement à vide, et par suite le moment d'ou- verture de la soupape d'échappement de chaque pompe, et ce, pour toutes positions du rouleau d'appui, peuvent être exac- tement réglés selon les résultats que l'on désire obtenir.
Dans le réglage des faibles charges, l'arbre de réglage 9 est manoeuvré de manière à placer tous les rouleaux d'ap- pui 24 près des extrémités de la tige poussoir de leurs leviers de soupape, auquel cas les soupapes d'échappement sont ouvertes au début de la course de la pompe la quantité de combustible fournie aux injecteurs étant par conséquent faible et la longueur des tiges poussoir- est alors réglée pour donner la charge voulue à chaque cylindre sous une telle condition de charge.
Pour les'.fortes charges, les rouleaux d'appui sont déplacés vers les soupapes d'échappe- ment de telle sorte que ces dernières seront ouvertes à un moment plus tard de la course ( ce qui correspond à un dé- bit plus grand) et les vis de contact 29 sont alors réglées de manière à ce que la soupape d'échappement s'ouvre au mo- ment voulu sous cette condition et, de telle sorte que tous les cylindres s'allument, de la même façon.
En donnant une courbure appropriée à la surface d'appui du levier 23 et en réglant de manière appropriée la position angulaire horizon- tale de celui-ci, à la façon décrite, le moment d'ouverture des soupapes d'échappement pour toutes les positions des points d'appui ou vitesses intermédiaires, résulte des deux réglages précités, de telle sorte que tous les cylindres du moteur peuvent être établis pour fonctionner uniformément d'un bout à l'autre de l'échelle des charges, de la marche a vide à la pleine charge.
Le mécanisme décrit offre des ré- glages de marche à vide et de pleine charge qui sont propor- tionnés de manière à régir aussi les conditions de charge
<Desc/Clms Page number 7>
intermédiaires en proportion, et il est évident que ces réglages donneront un fonctionnement très sensiblement égal pour tous les cylindres, et, de plus;
il va de soi que ce mécanisme.peut être utilisé avec diverses formes de réalisation. du réglage de la pompe, bien que son utilisation avec la soupape d'échappe- ment précédemment décrite, et plus particulièrement avec la forme particulière de soupape qui va être décrite, offre des avantages et est préférée
Ila été déterminé dans le cas de moteurs du type à injection de combustible liquide sans air établis pour travail- ler sous des charges variables que la manoère de cesser l'in- jection de combustible, par exemple en ouvrant le passage de trop plein de la chambre 20 de la pompe, exerce une grande in- fluence sur le caractère de la combustion.
Dans le cas de char- ges élevées, et par suite de charges de combustible élevées, il convient que la vitesse de décompression dans la dite chambre -soit relativement faible, et il convient que cette vitesse soit relativement grande dans le cas de faibles charges; et cet effet est aussi obtenu, dans le mécanisme décrit plus haut car il est évident que la soupape d'échappement s'ouvrira plus lentement (par rapport à la vitesse de la course de la. pompe.) lorsque le rouleau d'appui 24 sera sous sa charge élevée, ou dans une po- sition à droite, quelorsqu'il sera dans sa position de faible charge.
De plus, il a été déterminé que la vitesse d'ouverture de l'orifice d'échappement devra être,de préférence, en relation, dans certaines limites définies, avec la valeur de la charge injectée, dans le but de maintenir l'uniformité dans le fonc- tionnement et un échappement propre sous des charges, et des vitesses variables.
Ceci a été décrit dans le brevet Etats Unis
N 1.508,722 du 16 Septembre 1924, dans lequel la vitesse ap- propriée d'ouverture du conduit d'échappement est obtenue par un système de leviers assez compliqué communiquant un mouvement très petit à un petit' clapet de forme courante constituant, dans ce cas, la soupape d'échappement .Grâce à un tel mou-
<Desc/Clms Page number 8>
vement soigneusement réglé, la pression régnant dans l'injec- teur diminue à une vitesse propre.à produire une cessation pratiquement inistantannée de la. pulvérisation du combustible, sans égouttement et aussi probablement sans permettre l'entrer ou la formation de gaz dans les injecteurs;
il s'ensuit que chaque injection se fait seulement sous forme de combustible finement pulvérisé et atomisé et d'une façon sûrement confor- me à la position des'organes de réglage de la pompe, ce qui donne le maximum d'économie de combustible pour cette position ou, en d'autres termes, une efficacité à faible charge presqu' aussi bonne qu'à pleine charge. La présente invention arrive aux mêmes résultats sans nécessiter la construction délicate inhérente à la disposition du dit brevet, et ces résultats sont obtenus en munissant la tige de la soupape d'échappement 21 d'un cône, comme représentéà la fige 3, le diamètre maximum du cône en un point immédiatement adjacent à la soupape proprement dite, formant un bon joint épousant le siège de la soupape.
Avec un tel cône on obtient un mouvement relativement grand de la soupape d'échappement mais un petit changement dans l'ai- reefective de l'ouverture d'échappement, et avec une disposi- tion apporpriée du cône de la tige de soupape ,il sera facile de faire en sorte que la vitesse à laquelle cette ouverture varie soit conforme aux principes décrits dans le dit brevet antérieur et ce avec un plus grand degré de précision, étant donné qu'un seul levier est nécessaire et que la soupape peut recevoir un mouvement considérable, pratiquement du même or- dre que celui du piston plongeur lui-même, ce qui veut dire que la difficulté de construction est réduite à un. minimum et que la facilité et la précision du réglage sont grandement accrus.
Il va de soi que lorsqu'une tige conique ou soupape d'échappement, est utilisée dans des systèmes régulateurs, com- me il vient d'être décrit,on donneà la: partie: conique un an- gle se rapportant à l'échelle des rapports des bras de levier assurée par le levier 28 et à la vitesse du poussoir, et que
<Desc/Clms Page number 9>
dans le cas d'autres systèmes de réglage de la pompe d'injec- tion, sa disposition sera modifiée selo et de manière à régler de toute manière voulue le taux da variation de la section du conduit d'échappement.
Il est évident aussi que si la fonction primaire de la soupape d'échappement est de fournir un échappement pour le combustible de la pompe, on peut sans sortir du cadre de cette invention donner d'autres fonctions à cette soupape, par exemple, la fonction d'une soupape d'admission pour la pompa. Il est préférable de donner à la soupape une tête cir- culaire comme représenté pour la fermeture complète du con- duit d'échappements
Le moteur représenté est muni d'un obturateur de com- bustible consistant en un doigt oblique 3± agissant comme une came et disposé pour frapper un ergot latéral 31, situé sur le levier 23 de la soupape d'échappement, et ouvrir la soupape d'échappement,ou la maintenir ouverte, chaque. foms que le bras de réglage 28 pivote jusqu'à sa positon extrême dans le sens pro- pre à réduire l'injection de combustible.
Une telle action a pour résultat l'échappement, par la conduite de trop plein 22, de la totalité du volume de combustible aspiré pendant une cour- se totale de la pompe et la non alimentation des injecteurs et, par suite, l'arrêt du moteur. Le rouleau d'appui 24 est normale- ment retenu en position de travail sur son arbre tourillon 32 par un ressort 33 et ce ressort est disposé de telle sorte qu'il peut être abaissé à la main chaque fois qu'on le désirs pour permettre au rouleau d'être glissé le long du tourillon et placé hors d'alignement avec le levier de la soupape d'échappement et de telle sorte que cette dernière soit ainsi privée de son point d'appui.
En conséquence la soupape d'échappement n'est pas ouverte, et la pompe débite une charge maximum dans le cylindre correspondant du moteur chaque fois que cette modifica.tion est faite.
En se reportant à la fige 6, il apparaîtra que le chan- gement dans la position du collier ou plaque 34 du régulateur
<Desc/Clms Page number 10>
agira en antagonisme à l'action du ressort du régulateur par l'intermédiaire de la tige poussoir 35 et du bras de manivelle 36 fixé sur l'arbre de réglage pour faire osciller ce dernier et modifier ainsi, de façon corres- pondante les positions de tous les rouleaux 24 formant points d'appui. La forme de la liaison de commande prévue à cet effet peut être construite.de façons très diverses pour produire ce résultat! et tous les réglages habituels sont sous-enten- dus présents dans la construction représentée.
Le réglage de l'arbre oscillant toutefois, est dominé par la manivelle de réglage 12 dont l'arbre est vissé dans un écrou 37porté par un levier coudé 38 tourillonné-. de manière indépendante sur l'arbre oscillant 9 et portant une vis d'arrêt 39dis- posée pour venir en prise avec un bossage 40 situé sur le bras de manivelle 36 ou sur tout autre organe en ligne avec le régulateur. Par ce moyen l'opérateur peut, de manière positi- ve., déplacer les rouleaux d'appui 24 dans la direction voulue pour diminuer l'injection de combustible et, peut, par contre, limiter l'étendue à laquelle il leur est permis de retourner sous la pression du ressort. Un index 41 commandé par engre- nages depuis l'arbre de la manivelle de réglage 12 indique la. position de la manette de réglage.
Dans les cas où les régulateurs ne sont pas nécessaires, il est bien entendu que toute forme simple de manette fixée sur l'arbre oscillant !. peut évidemment suffire pour tous les buts de régulation du moteur et peut être enclenchée par tous moyens apprapriés avec les moyens de changement de marche et de départ.
Le système de régulation ci-dessus décrit, et spé- cialement la soupape d'échappement conique, est particulière- ment disposé pour son utilisation dans les moteurs à injec- tion du genre de deux dans lesquels la totalité ou au-Aoins la plus grande partie,possible de l'injection de combustible a lieu pendant la course de compression et avant que la com-
<Desc/Clms Page number 11>
pression n'atteigne le point mort et, dans lesquels l'al- lumage résulte de la compression d'un mélange d'air et de combustible pulvérisé injecté; et son, application à cetype particulier de moteurs consistue par conséquent une partie de cette invention.