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Injecteur pulvérisateur pour moteur à combustion interne à combustible liquide.
Le pulvérisateur objet de l'Invention est des-
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tiné aux moteurs à eombnstion lnterrle, à injeGtL0n de oom- bnstible liquide, dans lesquels 1.t ân jetion est eemmandêe par la pompe d'injetetion elie-m#me> suivant le ppinsipa
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dit de "l'injection soliden, c'est-à-dire sans emploi d'air comprima. Il est constitué essentiellement par une soupape qui s'ouvre automatiquement sous l'effet de la pression du combustible refoulé par la pompe, de telle sorte que le combustible s'échappe avec une grande force, sous forme d'une mince nappe conique ou plane qui se brise et se divise elle-même contre l'air comprimé contenu dans la culasse du moteur.
Ce pulvérisateur comporte un corps de pulvérisateur présentant un guide cylindrique terminé du coté moteur par un grand siège de soupape ; une bague ajustée dans le dit guide et y coulissant librement tout en étant étanche avea ou sans garniture, ladite bague recevant la soupape pulvé- @ risatrice et présentant coté moteur un petit siège pour la dite soupape et coté pompe un épaulement pouvant venir buter sur le corpa du pulvérisateur: enfin une soupape pulvérisa.- trice à deux sièges, dont le petit siège forme pulvérisateur, tandis que le grand siège appuie au repos sur le corps du pulvérisateur .
Des moyens sont prévus d'une part pour rendre la bagues et la soupape pulvérisatrioe solidaires pendant une partie de leur course et ne détacher la soupape du petit siège de la bague, qu'à la fin de ladite course; et d'autre part pour rappeler l'ensemble bague et soupape dans la position primitive une fois l'injection terminée.
Cette disposition permet tout d'abord de soustraire l'ori- tics pulvérisateur à l'encrassement produit par les dépôts charbonneux; elle présente accessoirement d'autres avan- tages qui seront ci-après exposés.
La. figure 1, est une coupe axiale d'un premier mode de réalisation.
1 désigna une soupape pulvérisatrice comportant un siège plat 2 et un bord effilé 3: (Voir brevet français
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488.099). Le dit siège porte par toute sa surface sur le corps du pulvérisateur 4, pourvu d'un siège 6 à cet effet.
Entre la tige 5 de la soupape et le corps 4 est intercalée une bague mobile 7 , pratiquement sans jeu dans le corps, et qui porte un siège en couteau 8. Cette bague est mainte- nue en contact avec la soupape par un ressort, par exemple tel que 9 (en forme de rondelle Belleville), prenant appui
10 sur l'écrou/vissé sur ladite soupape. Cet éorou reçoit d'autre part la poussée d'un ressort 11 s'appuyant sur le corps 4 . Le combustible arrive par le raccord 12 et se rend à l'ajutage pulvérisateur par le conduit 13 et les trous 14 . On pourrait aussi adopter des cannelures,, à. la place des trous.
Le fonctionnement est le suivant; On supposera de préférence que la pompe d'infection employée remporte un système connu permettant de décharger automatiquement le conduit de combustible entre deux injections, [voir par exemple brevet français 528.931) ou un autre système ré- pondant au même but. Au moment où la pompe va commencer à refouler, la pression existant dans l'espace 15 est donc soit la pression atmosphérique, soit la faible pression d'une pompe de charge, si l'on emploie une telle pompe pour alimenter la pompe d'injection.
Dans tous les cas,, eu égard à la force du ressort 11 et aussi à la pression des gaz agissant sur la tête de la soupape 1, ladite soupape est fermée et occupe la position de la figure 1 . La pompe commençant à débiter, il ne se produit d'abord aucun écou- lement, mais seulement un déplacement de l'ensemble soupape 1 et bague 7 pour venir occuper la position de la figure 2, puisque la bague 7 est maintenue centre 1 par le ressort 9, Le débit de la pompe continuant et la bague 7 se trouvant arrêtée par l'épaulement 16,, la soupape 1 s'ouvre alors et l'injection a lieu.
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Aussitôt que l'injection est terminée, le système de déchar- ge du conduit de combustible fonctionne et tout le combus- tible: comprima Contenu dans le pulvérisateur se détend. Le système revient alors brusquement dans la position de la figure 1 .
Les: figures 3 et 4 représentent, au repos et en fonctionnement, une variante dans laquelle la soupape à siège spécial analogue à colle décrite au brevet français 488.099 est remplacée par une soupape ordinaire à siège 18 plat ou conique mais toujours préférablement assez étroit.
Elle réalise encore plus complètement que la disposition des figures 1 et 2 le but qui a été annonce dans le préam- bule : mettre l'orifice pulvérisateur à l'abri des dép6te charbonneux. On conçoit qu'il en est bien ainsi puisque cet orifice 18 n'est découvert que pendant de très courts instants et que les dépôts ne trouveraient du reste aucune place pour se loger; les figures le montrent clairement.
Sur les figures 3 et 4 on a représenté, à titre de nouvel exemple d'exécution, au lieu d'un ressort 11, figure 1, travaillant à la compression, un ressort tel que 19, travaillant à la traction et s'accrochant d'une part dans: un anneau 20 façonné au bout de la soupape, et d'autre, part sur un ergot 21 vissé et rivé dans le chapeau 22. Enfin, toujours à titre de nouvel exemple, la tige de la soupape est munie de cannelures 23 pour le passage du combustible.
Ainsi qu'il a été annoncé, l'avantage dit prinai- pal, relatif à la protection de l'appareil contre les dépôts charbonneux, s'accompagne d'autres avantages qui, pour avoir été dénommés accessoires , n'en sont pas moins très importants.
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Avec le système de la soupape simple, quelle que soit la forme de son siège, il est extrêmement difficile d'obtenir au ralenti une bonne pulvérisation, car la sou- pape s'ouvre extrêmement peu et les frottements de la veine liquide sur les parois de l'orifice de jaillissement pren- nent une importance considérable En raison de cela et aussi parce qu'il est très difficile d'obtenir une ouver- ture égale sur tout le pourtour du siège, la pulvérisation est mauvaise et souvent ne se produit que dans un secteur.
Dans. le présent système, on remarque que lorsque la bague 7 est arrêtée brusquement par la butée de l'épaulement 16 sur le corps 4, la soupape 1 , qui est lanaée, ne s'arrêta pas instantanément. Elle s'ouvre donc brusquement et fran- ohement et d'une quantité suffisante pour que les diffé- rances de sections susdites, provenant d'une imperfection d'exécution, soient insensibles. On peut, si l'on veut, limiter cette levée en réglant avea précision la course de la rondelle Belleville 9 on par tout antre' moyen. Cela permet d'avoir le ressort 9 assez faible. Pour toutes ces raisons, il se trouve que l'ouverture da la soupape 1 est "trop grande".
Le combustible comprimé dans le pulvérisa.- teur et sa conduite se détend brusquement et s'échappe par cette ouverture subite,, somme poussé par une explosion.
L'ensemble se trouve subitement déséquilibré. La pression en 15 devient trop faible pour la force du ressort 11.
L'ensemble soupape 1 et bague 7 rentre donc aussitôt dans. l'intérieur de son guide, d'une certaine quantité. l'épau- lement 16 n'est plus en contact avec le corps: du pulvérisa- teur. Il faut donc nécessairement que les. phénomènes. pré- oédemment décrits recommencent (la pompe continuant à. débiter) pour que la soupape 1 s'ouvre à nouveau. Elle le
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fera dans les mêmes conditions, c'est-à-dire avec la marna "explosion".
Et tous ces phénomènes- se reproduiront plusieurs fois de suite au cours d'une même injection qui se trouvera ainsi décomposée en une succession d'injections partielles d'une force considérablement accrue et d'une qualité, par conséquent, grandement améliorée. Ce phénomène , accentue au ralenti, deviendra, par suite de l'inertie des masses, de moins en moins sensible, au fur et à mesure que la vitesse du moteur augmentera, pour devenir finalement pratiquement insensible lorsque, précisément, on n'aura plus besoin non plus qu'il se manifeste.
Il faut remarquer toutefois que l'amplitude et la rapidité dea battements de la soupape sont fonction de quantité de facteurs (masses, pressions, force des ressorts, volume comprimé, volume pompe) et il peut fort bien se pro- duire dans certaines réalisations, que les vitesses de ro- tation assez basses pour permettre plusieurs battements sen- sibles par injection soient inutilisables en pratique. Mais le décollement brusque de la soupape et par conséquent "l'explosion" du liquide comprimé se seront toujours pro- duits au moins une fois, et c'est l'essentiel.
A ce premier avantage, il convient d'ajouter les suivants:-
Dans le système connu à soupape pulvérisatrice simple, on est généralement obligé d'adjoindre à la dite soupape une soupape supplémentaire de retenue disposée en amont , car la soupape pulvérsatrice n'est pas suffisamment étanahe par elle-même et il faut éviter absolument que les gaz du cylindre reviennent dans le pulvérisateur. Et dans la réalité ce n'est pas une soupape qu'il faut mais deux ou même trois en série, pour des raisons de sécurité, car ces sou-
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papes se détériorent assez rapidement. On remarquera que ces soupapes ont malheureusement pour effet d'emprisonner dans le pulvérisateur, après la fin de l'injeotion, une quantité notable de combustible à haute pression.
Et comme il ne faut pas compter sur l'étanchéité absolue de la sou- pape pulvérisatrice, ce combustible se détend, en fuyant par la dite soupape, principalement pendant les temps relative- ment longs de décharge des gaz du cylindre. Cotte perte n'est pas négligeable. Le présent système la supprime com- plètement. Il n'y a plus de soupape de retenue en amont de la soupape pulvérisatrice. Tout le combustible se détend donc vers la pompe aussitôt après la fin de l'injection. Le siège 6 assure à lui seul l'étanchéité. Il est d'une conservation parfaite car il est complètement soustrait à l'usure pro- duite par le liquide..
Enfin, compte tenu de la suppression des accessoires susdits, le présent système est plus simple, plus facile à exécuter d'une façon précise , moins sensible aux imperfections, et apte à durer plus longtemps.
Une variante représentée par la figure 5 consiste à supprimer le ressort 9 entre bague et soupape et à. employer une bague 7 à deux diamètres de façon que la foree exercée sur la dite bague de haut en bas (pour le sens de la figure) par la pression du liquide soit certainement plus grande que colle reçue de bas en haut, le siège de la soupape pulvéri- satrioe ne pouvant pas être considéré comme parfaitement étanche. Pour être assuré de n'avoir pas de oontrepression en 24 , on peut avoir par exemple une ou plusieurs rainures de fuite telles que 25 , débouchant à l'intérieur du siège 6, ou simplement un très léger jeu à cet endroit.
Mais l'exécution d'un corps de pulvérisateur avec un guide à deux diamètres pour la dite bague 7 présente des difficultés, au égard à la perfection d'ajustage requise.
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Aussi peut-on préférer la disposition figure 6 répondant au même but, mais dans laquelle la bague 7 seule est à deux diamètres.
Dans les deux exemples figures 5 et 6, le ressort 9 étant supprimé, l'ouverture de la soupape est limitée par le jeu 27 réglable au moyen des éorous et contre éorous 28 et 29 . Sur les dites figures on n'a pas représenté le res- sort principal, supposé être de la forme I de la figure 3, ni la partie supérieure du pulvérisateur. Sur la figure 6, on a représente à titre de nouvel exemple, une tête de sou- pape rapportée, ce qui permet de la faire en un métal bon conducteur de la chaleur.
Dans une nouvelle variante représentée par la figure 7, le ressort de rappel 30 du groupe soupape et bague agit non plus sur la soupape 1 mais sur la bague 7 . Natu- rellement , il faut dans ce cas que le ressort 31 disposé entre la bague 7 et les écrous 32, 33 vissés sur la tige 5 de la soupape soit d'une force telle par rapport à 30 qu'il ne puisse pas entrer en action avant que l'épaulement 16 soit venu en contact avec le corps du pulvérisateur.
On a expliqué précédemment que lorsque la soupape pulvérisatrice s'ouvre brusquement il se produit un écoule- ment brusque provoqué par la détente du combustible comprimé dans le pulvérisateur. Il convient d'indiquer que cette aause n'est pas la seule ; il y a aussi l'inertie du com- bustible en mouvement dans le tuyau généralement long et étroit qui relie la pompe au pulvérisateur. On peut se contenter d'utiliser ce facteur, et dans ce cas le ressort 30 de la figure 7 (ou 19 ou 11 des figures 3 et 1) peut âtre supprimé. 0'est ce que représente à titre d'exemple la figure 8, Seul, ici, le ressort 31 subsiste, mais assez
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365395 faible naturellement.
On peut du reste le supprimer lui aussi en adoptant la disposition déjà. décrite figures 5 et 6 d'une bague 7 à deux diamètres. Cest ce que fait voir la figure 9. Dans ces deux derniers exemples, c'est la pression des gaz du cylindre qui ramène le système dans la position de fermeture totale. Ces dispositions supposent évidemment que la conduite de refoulement allant de la pompe au pulvé- risateur et le pulvérisateur lui-même sont suffisamment déchargés entre deux infestions', somme il a été dit, et que la pression des gaz soutenus dans le cylindre est toujours! supérieure à celle du combustible dans la dite conduite.
Les deux dernières figures représentent de plus, à titre d'exemple toujours, des modes de réglage de la oour- se de la bague 7, laquelle course, dans un moteur à. plusieurs cylindres, doit être exactement la même pour tous les oylin- dres, puisqu'elle influe sur le volume de l'injection .Sur la figure 8, ce réglage est opéré par écrou et contre éorou 34 et 35. Sur la figure 9, il est obtenu par une rondelle 36 choisie d'épaisseur convenable. Sur cette dernière figu- re, on voit aussi, en 37, une rondelle de réglage de l'ou- verture de la soupape pulvérisatrice. De plus, on a muni la tige de la soupape d'une tête 38 qui reçoit le choc, et à l'autre extrémité la soupape proprement dite 1 est rap- portée sur sa tige.
Il est bien entendu que ces dispositifs peuvent se oombiner avec les autres dispositions déjà dé- orites. Il est impossible de représenter toutes ces oombi- naisons, et, d'une façon générale, toutes les variantes d'exécution, car l'invention n'est naturellement pas limi- tée à l'emploi striât des dispositifs mécaniques représen- tés uniquement pour en faire bien comprendre le principe et la portée. On indiquera toutefois. sans qu'il soit
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nécessaire de le représenter, que l'ajustage parfait de la bague 7 dans son guide peut être évité par l'emploi d'un quelconque des systèmes de garnitures étanches métalliques ou plastiques généralement connus.
REVENDICATIONS.
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1.- Injecteur pulvérisateur pour moteur à com- bustion interne à combustible liquide à "injeotion solide", le dit injecteur étant du type à soupape projetant le oom- bustible en nappe mince, conique ou plane, et caractérisa en ce quîll comporte un corps de pulvérisateur présentant un guide cylindrique termina du côte moteur ]par un grand siège de soupape; une bague ajustée dans le dit guide et y coulissant librement tout en étant étanche avec ou sans gar- niture, ladite bague recevant la soupape pulvérisatrioo et , présentant côté moteur un petit siège pour ladite soupape el 1 cote pompe un épaulement pouvant venir buter sur le corps dt pulvérisateur, enfin une soupape pulvérisa.trioe à deux siège dont le petit siège forme pulvérisateur, tandis que le grand siège appuie au repos sur le corps du pulvérisateur;
des moyens étant prévus d'une part pour rendre la bague et la soupape pulv6risatrice solidaires pendant une partie de leui course et ne détacher la soupape du petit siège de la bague qu'à la fin de ladite course, et d'autre part, pour rappelei llensemble . bague et aoupape, dans la position primitive, une fois injection terminée.
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