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" PERFECTIONNEMET AU REGLAGE DU COMBUSTIBLE POUR LES
MACHINES DU TYPE A INJECTION "
La présente' invention concerne le réglage du combustible pour lea moteurs à combustion interne du type à injection, dans lesquels du combustible liquide est injecté par une pompe sans l'aide d'air d'injection,, et plus parti- culièrement ce type de moteurs à injection dans lesquels le -1 combustible liquide est injecté pendant la dernière partie de la course de compression.
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L'invention est dans un certain sens une midification et dans d'autres un développement de la pompe à combustible à débit variable décrite dans le brevet de même date que le présent et ayant pour titre: " Perfectionnement aux moteurs à combustion interne".
Ses buts consistent à perfectionner le ré- glage de la quantité et de la période d'injection dans des moteurs du type mentionné, en vue de maintenir une combustion efficace à des vitesses et des puissances très variables et aussi d'obtenir ces résultats au moyen d'un mécanisme robuste fonctionnant de façon directe et simple sans risquer de se déranger en marche.
Les pompes à combustible du type mentionné sont ordinairement munies de moyens pour permettre l'échappe- ment d'une partie variable et réglable de la cylindrée de la pompe, de façon à régler la quantité de combustible refoulée dans le moteur et ce réglage est effectué parfois par celui de la soupape d'aspiration de la pompe,, mais il l'est plus généralement.par le réglage d'une soupape d'échappement spé- ciale ou soupape de dérivation, qui s'ouvre à des points dif- férents vers la fin de la course de refoulement de la pompe.
'Un autre but de la présente invention consiste à régler cet échappement de façon que sa fermeture .aussi bien que son ou- verture puissent avoit lieu pendant la course de refoulement de la pompe et de façon qu'on puisse faire varier la durée de cette fermeture ou celle de cette ouverture, ou les deux, suivant les conditions de fonctionnement du moteur. Par ces moyens on peut, suivant l'invention, faire varier le moment de l'injection dans son entier suivant la vitesse du moteur, et pendant que ce dernier est en marche, en le retardant dans certains cas et en l'avançant dans d'autres, et aussi faire varier la quantité injectée ( durée de la période d'injection) quel que soit le moment de l'injection.
Ces résultats peuvent
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être obtenue automatiquement, par exemple au moyen d'un régu- lateur et ils ont l'avantage important que le combustible peut être introduit dans le moteur au moment le plus efficace du cycle, quelle que soit la position du piston ainsi qu'on le verra plus- loin.
Dans ce but et dans d'autres qui seront indiqués plus loin, l'invention couvre l'appareil et les dispositifs qui seront décrits plus loin et qui sont repré- sentés sur les dessins ci-joints, dans lesquels:
La fig. 1 est une élévation de profil, par- tie en coupe verticale, d'une pompe à combustible et de cell.es de ses pièces coopérantes et combinées qui serviront à faire comprendre l'invention.
. La fig. la est une vue de détail, en plan par dessus, du bras de réglage.
La fig. 1b est une vue de détail, en plan par dessus* d'une partie du levier d'amorçage, et
La fig.22 est, à une plus grande échelle, une coupe longitudinale verticale de détail de la pompe.
Sur les dessins, le corps de pompe comporte des chambres ou canaux B et C pour le plongeur D de distribution de combustible et pour le plongeur d'injection E respectivement. Des moyens appropries sont prévus pour ac- tionner ces plongeurs au moyen d'une pièce tournante ou ani- mée d'un mouvement alternatif faisant partie du moteur auquel la pompe doit être appliquée, et dans 'le cas présent les deux plongeurs sont actionnés par une tige de plongeur commune F, actionnée par un renvoi S oscillant sur l'arbre H et portant un galet J s'appuyant sur la came K de la pompe, came qui est 'entraînée par la roue dentée L montée sur l'ar- bre à came 0 et engrenant avec le pignon P calé sur l'arbre coude $ du moteur..
Un ressort de plongeur R monté sur le
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plongeur E est comprimé entre le corps de pompe et le porte- ressort S fixé à la tige du plongeur par la goupille T. Le plongeur D de distribution, de combustible et la tige de plon- geur F sont reliés par exemple au moyen de l'entretoise fen- due oU joug U, dont les- pièces sont serrées au moyen du té boulon/V. Le plongeur. de distribution D est fixé au joug par exemple au moyen, de la goupille W et la tige de plongeur
F est munie de préférence d'une partie filetée X par laquelle elle est reliée au joug. Les deux plongeurs sont actionnés avec une longueur de course constante.
La chambre de pompe
C est fermée par un obturateur Y et une tête Z est fixée de façon appropriée au corps de pompe A au-dessus de l'extrémité de la chambre de pompe B, cette tête comportant une chambre de soupape a contenant les soupapes b et c, l'arrêt de sou- pape d et le robinet c. Le tuyau de distribution f venant du réservoir au de la source d'alimentation g en huile ou autre combustible, aboutit à la chambre de soupape a, d'où ce tuyau ± conduit de préférence une boîte à filtre appro- priée h servant à filtrer le combustible.
Le combustible sor- tant du filtre h traverse le tuyau d'aspiration j, qui le conduit iL la chambre de soupape r, de la pompe d'injections puis il va de là à la chambre de pompe C, d'où il retourne par le canal 11. et le tuyau de refoulement k aux ajutages ou autres organes d'injection du moteur. Le tuyau de retour o revient au filtre h, et un tuyau de trop-plein p relie le filtre au réservoir g. Une tablette appropriée ±.' est fixée de préférence sous la pompe à combustible et sert à recueil- lir le combustible pouvant' s'échapper par des fuites et à le renvoyer au système ( évitant ainsi la nécessité de pré- voit un long tuyau de drainage aboutissant à un réservoir de combustible éloigé).
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Dans le type. de pompe représenté, deux. baltes de soupapes s servant de siège pour les soupapes d'aspiration t sont montées en ligne dans le sens de la longueur du corps de pompe. Une soupape de refoulement u empêche le retour de l'huile pendant la course d'aspiration du plongeur F, et une soupape v fonctionnant de préférence dans un manchon w, règle l'écoulement vers le tuyau de retour c, cette soupape étant appuyée sur son siège par le même ressort x que la soupape de refoulement u. Cette soupape v et le tuyau de retour .2. repré- sentent l'échappement mentionné plus haut pour cette partie de la cylindrée du plongeur d'infection qui ne doit pas être déversée dans le moteur et à cet effet cette soupape est dis- posée de façon qu'on puisse la faire fonctionner de façon va- riable, comme cela est décrit..
Elle est munie d'une queue pré- sentant une partie conique y pour régler l'échappement comme dans le brevet précité et il n'est pas nécessaire de la décri- re plus en détail, sauf à. dire que dans le cas présent elle est montée de façon à avoir une course relativement longue..
Comme cette soupape règle un canal de retour ou de dérivation revenant au filtre ou à la. source de combustible elle est appelée ici soupape de dérivation, et il est préférable que l'échappement ait lieu au moyen d'un canal séparé, mais on verra par le reste de la description que le principe de régla- ge revendiqué ici s'applique tout- aussi bien au réglage de la soupape d'aspiration de faucon à permettre l'échappement ou le retour du combustible à travers le tuyau d'aspiration, ou au réglage des deux soupapes dans un but équivalent.
Le tuyau de refoulement k est relié de préfé- rence à un raccord de refoulement 2 logé entre le corps de pompe A et le manchon!! de la soupape de dérivation et compor- tant un épaulement intérieur 3 formant arrêt pour limiter la
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course de la soupape de refoulement u. Un orifice de dégage- ment. ayant la forme d'une rainure longitudinale 4 ménagée dans la paroi intérieure du presse-étoupe 2 du tuyau de refou- lement empêche la fermeture du canal de refoulement lorsque la soupape de refoulement atteint toute l'amplitude de sa course..
Le tuyau d'aspiration j, tel qu'il est repré- senté, est relié de préférence au raccord 5 du tuyau d'aspira- tion, et en vue de maintenir ces pièces, c'est-à-dire le rac- cord 2 du tuyau de refoulement, le manchon w de la soupape de dérivation et le raccord 5 du tuyau d'aspiration, bien étan- ches et d'empêcher les fuites, tout en permettant de les mon- ter et de les démonter facilement, on les serre l'une sur l'autre et sur le corps de pompe, suivant l'invention, au moyen du collier de serrage 1 disposé de façon à embrasser au entourer le corps de pompe A de la pompe à combustible, et comportant des moyens de serrage qui peuvent être constitués par une vis 7 destinée à serrer le collier et à maintenir les pièces assemblées.
De cette façon on voit qu'on évite les joints à vis, qui risquent de présenter des fuites sous les fortes pressions produites par ces pompes.
Un levier d'amorçage qui peut être articulé sur la goupille 9 à. un endroit convenable de la pompe, par exemple sur la tablette p', est muni d'un ergot ou bras court 10 agencé de façon à s'appuyer sur le joug U et à permettre de faire fonctionner les plongeurs de la pompe à la main si on le désire. Une goupille d'arrêt amovible 123 est prévue de pré- férence pour maintenir le levier d'amorçage 8 dans sa position de repos contre le corps de pompe lorsqu'il n'est pas utilisé.
La soupape de dérivation v est actionnée au- tomatiquement par des dispositifs régulateurs appliqués aussi
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directement que possible à 1.' extrémité de marche de la pompe. et comprenant un levier de dérivation 13, articulé sur le joug U par une goupille 14 et venant rencontrer, pour coopé- rer avec elle, la soupape de dérivation, v.
Le levier de dé- rivation 13, tel qu'il est représenté, est muni de moyens ajustables séparément pour maintenir la soupape de dérivation ouverte au commencement de la course de la pompe, cesmoyens comprenant une vis de calage au pivot 15 agencé de façon à s'appuyer sur la tige de la soupape de dérivation ± lorsque le levier oscille, et le levier comporte aussi une surface de portée concave 16, sur laquelle un organe, formant pivot et pouvant être un galet 17 appartenant m la partie extrême du bras de réglage 18: peut s'appuyer à des points variables, la partie extrême du bras de réglage se déplaçant le long de la surface de portée concave. La concavité est déterminée de préférence préalablement suivant les caractéristiques du ré- gulateur ou de l'organe de réglage.
Le bras 18 portant le galet 17 formant pivot, peut être relié si on le désire de façon qu'on puisse le faire commander par un type quelconque de régulateur de vites- se, le dessin représentant un régulateur à boules de construc- tion appropriée, dont les boules 19 sont agencées de façon à abaisser le manchon 20 en surmontant la tension du ressort 26 lorsque la vitesse augmente, en déplaçant le bras. de le- vier 21 et les contrepoids ±7. vers le bas, faisant ainsi os- ciller l'arbre oscillant 22 et en déplaçant, le bras de levier 18 vers le haut de façon à l'amener à la position représentée en traits mixtes sur la fig. 2.
Lorsque la vitesse augmente, par exemple lorsque la charge est faible, la soupape de déri- vation v s'ouvre plus tôt dans la course de refoulement de la pompe, parce que le point de contact du levier de dériva- tion 13 sur le galet-pivot 17 a été écarté du pivot 14 ou
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point d'attaque du mouvement. Une plus grande quantité d'huile est donc dérivée parce que la soupape de dérivation s'ouvre plus tôt pendant la course, et la vitesse du moteur se trouve ainsi réduite ou maintenue dans les limites désirées.
Si la vitesse du moteur diminue, ou si on désire l'augmenter, on déplace le galet-pivot 17 et on le rapproche du pivot 14. comme cela est indiqué en traits pleins sur la fig. 2 ; la soupape de dérivation v s'ouvre alors plus tard pendant la course de refoulement de la pompe et une quantité d'huile plus petite est dérivée, ce qui fait qu'une quantité d'huile plus grande est injectée pendant chaque course dans, la cham- bre de combustion du moteur. La position du pivot mobile 17 sert ainsi à faire varier le. moment auquel la pompe cesse de distribuer à chaque course.
Dans :un moteur du type mentionné plus haut, on a constaté que le temps pendant lequel le combustible in- jecté est soumis, dans le moteur, à la pression et à la tempé- rature régnant à la fin de la course de compression, doit être réglé de façon que le temps qui s'écoule entre le commence- ment de l'injection et le moment de l'allumage ne soit pas, lorsqu'on marche à une faible vitesse, beaucoup plus long que lorsqu'on marche à grande vitesse.
On a constaté aussi qu'aux faibles vitesses l'huile n'est pas comprimée dans la conduite de refoulement dans la même proportion qu'aux grandes vitesses, parce que la pression de l'huile ne s'élève pas autant, de sorte que 1*huile est refoulée hors des ajutages suivant un rythme se rapprochant davantage de celui de l'action du plon- geur.
Si l'on suppose par exemple que l'injection commence à 35 avant le point mort de la compression, lorsque le moteur marche à. une vitesse de 240 t/m, et que l'allumage
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a .Lieu. a 5 avant le point mort ae la compression;' si l'on suppose en outre qu'en marche à pleine: charge et au maximum de vitesse la soupape de dérivation v s'ouvre à 5 après le point mort; la vitesse restant à peu près constante lorsque la charge diminue* le régulateur centrifuge fera monter auto- matiquement Le galet-pivot 17,de sorte que la soupape de déri- vation s'ouvrira plus- tôt, et lorsqu''on marchera à peu près à mi-charge, elle s'ouvrira peut être à 10 avant le point mort de la. compression..
Si le moteur fait 240 t/m, la durée d'une révolution est de 1/4 de seconde et le temps représenté par 30 de l'angle de manivelle entre le commencement de l'in- jection et le point d'allumage est de 1/12 de 1/4 de seconde, ou de 1/48 de seconde.
Si L'on considère ensuite des conditions de marche dans lesquelles le couple moteur est maximum, mais où l'on désire réduire la vitesse du moteur de 240 à 60 t/m, lorsque la vitesse est ainsi réduite. le temps compris entre le commencement de l'injection et le point, d'allumage serait quatre fois plus grand que dans le premier cas, et il serait donc augmenté de 1/48 à 1/12 de seconde, ce qui aurait pour effet de placer l'huile dans des conditions- telles que l'aug- mentation de pression serait trop brusque pour un bon fonc- tionnement, ce qui entraînerait des détonations et ferait cogner " le moteur, ce qu'on cherche à éviter.
Pour obvier à ces inconvénients, on a prévu, suivant 1-* invention* des moyens destinés à faire varier le commencement de l'injection aussi bien que la fin de celle-ci, et ces moyens peuvent être actionnés automatiquement ou à la. main,. suivant ce qu'on désire, le dessin représentant à titre d'exemple un*mode de réalisation simple du réglage à la main, la manoeuvre de ce dispositif Servant à faire varier le commen- cement de l'injection et à régler ainsi le temps écoulé.
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On peut obtenir ce mode de réglage de façon simple en munissant le levier de dérivation 13 d'une vis de calage réglable 23,en un pointsitué entre la goupille 14 formant pivot et la vis de calage 15 qui porte sur la soupape de dérivation v, et en prévoyant aussi un arrêt réglable 24 coopérant avec la vis-de calage 23 et sur lequel la vis de calage s'appuiera comme sur un pivot à l'extrémité ou près de l'extrémité de la course d'aspiration du plongeur de la pompe,. faisant ainsi osciller le levier de dérivation 13 et ouvrant la soupape de dérivation en un point situé près de l'extrémité de la course d'aspiration. de façon qu'elle reste ouverte jusqu'à ce que le plongeur retourne à cette position pendant la course de refoulement. L'arrêt réglable 24 est réglable au moyen de son support fileté ou de sa tête moletée
25.
Grâce à ces moyens de réglage supplémentaires pour la dérivation ou l'échappement,le mécanisme de réglage coupa le commencement et la fin de l'injection, et il coupe l'injec- tion dans une proportion plus ou moins grande suivant que l'on avance ou qu'on recule l'arrêt 24. Dans les conditions indiquées par exemple, d'un couple moteur maximum et d'une vitesse réduite de 240 à. 60 'film. on avance l'arrêt 24. vers la pompe dans une mesure telle que la via de calage 23 portée par le levier de dérivation 13 vienne buter contre l'arrêt et fasse'- osciller le levier 13,de façon à ouvrir la soupape de dérivation, près de l'extrémité de la course d'aspiration, et la soupape de dérivation restera ouverte pendant la première partie de la course de refoulement.
si bien que l'huile sera dérivée et renvoyée au réservoir jusqu'à ce qu'un angle de manivelle de 20 environ avant le point mort de la compression ait été atteinte à ce moment la soupape de dérivation se fer- mera et l'huile sera injectée dans le moteur jusqu'à ce que la soupape de dérivationsoit ouverte de nouveau lorsque le
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levier 13 viendra en contact avec le galet-pivot 17. On re- marquera que le levier de dérivation 13 au moyen duquel ces résultats sont obtenus travaille sur deux pivots, dont l'un
17,est mobile de façonà faire varier le rapport des bras de levier, et l'autre, 24,est à position réglable pour faire varier le moment de son contact ou le moment auquel il fonc- tionne comme pivot.
Il est évident que l'un quelconque de ces deux pivots peut être rendu réglable de la même façon, c'est- à-dire pour faire varier le rapport des bras de levier ou le moment du contact, suivant ce qu'on désire, sans s'écarter pour cela du principe de réglage en question, bien que l'in venteur préfère faire varier/de la période d'injection par le réglage variable du rapport des bras de levier. Le régulateur, qu'il conviendrait dans ce cas de charger de préférence en. ajoutant des poids 27 au bras 21. ou par d'autres moyens équi- valents, continuerait à fonctionner et à régler la vitesse du.moteur en la maintenant voisine de la vitesse désirée.,., en ouvrant la soupape de dérivation plus tôt ou plus tard pendant la course de refoulement du plongeur de la pompe; d'injection.
Le type de régulateur décrit est particuliè- rement utile pour effectuer le réglage décrit, parce que si le moteur marche à 240 t/m par exemple, et la tension du res- sort 26 du régulateur' est telle que la force centrifuge des poids 19 soit juste suffisante pour surmonter cette tension, les poids 27 peuvent être enlevés- et le réglage se ferait de façon qu'à vide la vitesse augmenterait peut être de 20 t/m et d'autre part,, le moteur marchant avec tout son couple, elle pourrait diminuer le 10 t/m;à ce moment le galet-pivot 17 serait descendu. assez loin pour que le moteur reçoive la charge de combustible nécessaire pour donner le couple de pleine charge.
D'autre part, si la charge est réduite, la
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vitesse du moteur augmenterait de 10 t/m et les poids 19, surmontant la force du ressort 25, feraient monter le galet- pivot 17 jusque un point tel que la charge de combustible soit assez réduite pour empêcher la vitesse du moteur d'augmenter.
Si l'on suppose toutefois qu'on désire ré- duire de moitié la vitesse du moteur, c'est-à-dire de 240 t/m à 120 t/m environ, dans ce cas il faudrait ajouter des poids supplémentaires 27 qu'on placerait sur le bras 21 du régula- teur, pour surmonter ou équilibrer dans une proportion suffisan* te les trois-quarts environ de la force d'extension du ressort
26 de façon que les poids 19 agissent à une vitesse plus fai- ble du moteur. En ajoutant encore plus de poids 27, ou en é- cartant ces poids davantage vers l'extérieur, on peut encore réduire davantage la vitesse moyenne du moteur, mais on a cons- tata que, lorsque la vitesse est réduite, il convient de ré- gler à nouveau la position de l'arrêt 24 de façon à retarder le point relativement à l'angle de manivelle où l'injection commence..
La vis de calage 15 du levier de dérivation 13 et la partie filetée X de la tige de plongeur F logée dans le joug U doivent être réglées de préférence de façon que, lors- que le moteur marche à toute sa vitesse, l'arrêt réglable 24 soit sans effet et que l'injection du combustible commence au début du mouvement en avant de la tige de plongeur F.