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" Perfectionnements aux systèmes d'injection des combus- bibles dans les moteurs à combustion interne ".
La présente invention se rapporte à an nouveau sys- tème d'injection da combustible dans les cylindres des moteurs à combustion interne, ne nécessitant pas de compresseur de l'air d'injection, comme d'ordinaire.
Il est conna, jusqu'à présent, qae dans les motears - à combustion interne à haat degré de compression il est nécessaire qae l'injection du combustible dans chaque cy- lindre soit effectaée presqa'à la fin de la phase de com- pressionet, par conséquent, le combustible doit être re- foalé dans le cylindre, au moment le plus convenable,à ane pression qai est supérieure à celle existant dans ce cylindre, aa même moment.
Il résulte de cela, la nécessi- téde manir cha que moteur d'un compresseur d'air à hante pression qai est actionné par le moteur lui-même oa par an autre moteur aaxil ia ir e. Or,ces dispositifs acces- soires sont généralement d'an coêt élevé, difficiles à commander, donnent liea à un gaspillage de puissance mo- trice et, en ontre, sont sujets à des détériorations,àle
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suite desquelles l'appareil moteur peut rester inmobili- se pendant longtemps.
La présente invention vise à fournir an dispositif d'injection tel qu'il permette l'injection du combastible
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dans les cylindres, aa monent le plus opportun, en utile- sant la force des gaz comprimés dans ces cylindres, à la fin de la compression, et en faisant ainsi fonctionnar comme compresseur d'injection lesdits cylindres moteurs.
Il est bien connu que dans tous les moteurs Diesel,
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semi-Diesel oa a nai o gae s , à deax ou à qaatre temps, à simple ou double effet, de type fixe oa marin réversible, il y a une phase, qui précède celle de l'admission du combustible et de son allumage, et dans laquelle l'air aspiré on injecté pondant la phase précédente, est com- primé avec une quantité négligeable de gaz braies,et )est
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porté à une pression élevée. ar, saivant la présente in- vention, on emploie une très petite fraction de cet air comprimé dans le cylindre poar actionner an dispositif
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d'injeetionjqai est commandé à son toar séparément par an mécanisme de distribution de type usuel.
Une autre caractéristique de l'invention I.:o#iste à placer, dans le méue dispositif, les différentes parties de manière à obtenir un chauffage préliminaire du com- bastible à injecter, en atilisant la chaleur engendrée pendant la compression précédente de l'air mêlé de gaz, et qai est déjà en contact avec; les parois chauffées du cylindre et du piston.
Une autre caractéristique de l'invention est la disposition spéciale de l'orifice de prise du mélange d'air et de gaz brûlés dans le cylindre, en an point tel qu'il permette que la fraction da mélange servant à l'injection soit constituée presque complètement par de l'air.
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''(t'''' Telles étant les aractéri8tiqes da.l:!,inventin n.
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ayant en vae les bats précités et d'autres encore qui apparaîtront clairement au cours de la description ci- après , on décrira plas en détail, bien que seulement à titre d'exemple, an mode de réalisation préféré de l'in- vention et quelques variantes de construction, ces modes de réalisation étant représentés sar les dessins annexés dans lesquels :
La figare 1 est ane coupe axiale schématique d'un type d'injecteur saivant l'invention;
La figure 2 en est une coupe transve rsale suivant la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est ane coape axiale, à échelle agran- die, d'an giclear palvérisatear de combustible;
la figare 4 en est une coupe transversale, à échel- le agrandie, suivant la ligne IV-IV de la figare 3; la figare 5 montre en coape axiale et d'une manière schématique an aatre système d'injection, qai est qael- qae peu différent da dispositif représenté . la figaro 1, bien qu'il soit basé sur le même principe; la figare 6 est une coupe transversale da disposi- tif, saivant la ligne VI-VI de la figare 1 oa de la figa- re 5 ; la figure 7 montre des sections axiales. schématiques d'ane va riante da dispositif de la figare 1 ;
Dans ces dessins, les mêmes organes ou des organes analogues portent le mené naméro.
En se référant en premier lieu aux figares 1, 2, 3 et 4, le chiffre 1 indique une partie d'an cylindre mo- tear d'an moteur Diesel oa motear analogue, dans lequel est monté coulissant an piston, dont la partie sapériea- re est représentée en 2. Sur le cylindre 1 est fixée uyne pièce 3 comportant an canal axial dans leqael est monté coulissant an po inte aa de soupape 4 destiné à fermer, par son extrémité coniqae rodée, l'orifice inférieure de -3-
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cormaniç;ation aveu le gicleur Le poir1.teaa 4: est maintena en position de fermeture par an ressort 6 exerçant sa pression sar une tige i1m1L intermédiaire 7.
L'ol1vertl1re de l'orifice inférieur pré- cité est obtenue en soulevant méusniquernent le pointeau 4 de la manière généralement employée poar les pulvérisa¯. tears de ;ombastibles à air comprimé pour motears Diesel, par exemple à l'aide d'unie came 8 agissant sar le galet
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9 monté fora b, l'extrémité d'an levier 10, dont l'extré- mité de l'aatre bras soalève la tige intermédiaire 7.
Dans le même corps 3, parallèlement aa panai axial dans lequel est monté coalissant le po:iJlteall 4: et à coté de celai-ci, est ménagé an canal cylindrique 11 déboachant directement dans le cylindre motear, en un point très pro-
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che da gic:lear-palvérisatear 5 et an pea au-dessus de ce- lui-ci.
Le canal cylindrique Il est en cozrurzanication,par la partie supérieure, avec an conduit incliné 12 pratiqué dans la pièce 3 et servant à mettre en commanication aa moyen d'an autre conduit vertical 13, le canal 11, ;'est- à-dire l'intérieur da cylindre motear, avec. une chambre cylindrique calibrée 14 pratiquée dans le corps 3 et dont l'axe vertical se troave à côté de l'axe da canal 11. une soupape appropriée 15 permet de régler la grandear de
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l'oavertare mettant en 4arrananication le c ondait 13 avec la chambre 14.
Dans cette chambre cylindrique 14 coulisse an piston 16 monté étanche et muni à la partie inférieare
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d'an appendice uyli-adriqae 17, de diamètre réduit,monté coulissant de façon étanche dans an foarreaa 17' fixé à l'intériear da corps 3, et fo na t 1 o , ma nt ; comme piston plon- geur dans une chambre cylindrique 18 alésée dans le me'm9 corps 3. La partie de la chambre l4 qai se troave au-àesso n4 da piston 16 est toajoars en commanication avec l'atmos-
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phère par des troas appropriés 19 pratiqués dans le corps 3. La cavité cylindrique 14 est ouverte à la Partie sapé- 4- CI C\ h...... cï.
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rieare,et cette ouverture est hermétiquement fermée par
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an écrou à eapachon 20, vissé de préiérence.
La chambre cylindrique 18, fermée hermétiquement par le foarreaa 17', comrianique latéralement avec un coudait horizontal 21 pratiqué dans le corps 3, de'manièreque ce conduit 21 ne communique pas avec le canal axial de cou-
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lissement da pointeau 4 et débouche dans ane chambre c,,ylin- driqae 22. Dans cette chambre 22 se trouve une soupape de retenue 23 fermant l'arrivée da condait z4, et qai com- manique par son aatre extrémité avec une chambre cylindri-
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que 25 dans laquelle est mont é c oalissant de façon étan- che an petit piston plongeur 26 poussédans la chambre pré-
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citée 25 par un ressort approprié 27.
Bar le conduit hori- '* zontal 21, aa point où son axe se croise avec l'axe da jj canal vertical 11, est raccordé antabe 28 aa canal 11 et de diamètre extérieur convenablement plas petit. :Le
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tube 28 descend dans le canal 11 jusqu'à son raccorde- ment avec un coude approprié en an point situé au-dessus de l'orifice de communication avec le gicleur palvérisa- teur 5. Le tabe 28 peat être mis en place pendant la coa- lée da corps 3.
De cette façon, le conduit 21 peut être mis en comma- nication avec l'orifice précité et avec le gicleur ,lors- que le pointeau 4, étant soulevé, décoavre cet orifice.
La chambre cylindrique 25, qui, dans le mode de réalisa- tion représenté à la fjgare 1, est pratiqaée directement dans la pièce 3, ou dans une pièce solidaire de celle-ci est en commanication par an condait muni d'an filtre 29. avec une pompe à combustible 30, qui est actionnée par le
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moteur lai-m0me aa moyen d'an système quelconque. Le gi- clear palvérisat.ar 5 doit être aussi d'an type différent , des types généralement en asage .
Dans l'exemple de gi- clear qui est représentéaux figares 3 et 4, les troas 34
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de débit et de pulvérisation du combustible, aa liea d$6- ':
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tre pratiqua radialement, comme d'ordinaire,sont prati- quees tangentiellement à l'alésage cylindrique intérieur, cette disposition donnant aux gaz, dans la chambre de combustion, un mouvement tourbillonnaire ayant la direc- tion de la flèche F, da manière à augmenter le contact entre le combustible et l'air comburant et à favoriser ainsi la combustion la plus complète possible.
En même temps, le tourbillon engendré par la rotation précitée tend à maintenir loin du centre du. pulvérisateur les gaz brûlés, pendant que ce phénomène se produit, en favorisant ainsile passage dans le conduit Il de l'air chaud comprimé,presque exempt d'autres produits gazeux. Pour cette raison.ilest assez important que le conduit 11 soit pratiqué dans le corps 3, le plus près possible du canal axial dans lequel le pointeau coulisse, de manière à rendre moindre la distan- ce du point où débouche ledit coudait 11 au centre du pulvé- risateur. A l'intérieur du xxxxxx pulvérisateur est un cylindre 5' dont le diamètre extérieur est an peu plus petit que le diamètre da trou dans lequel il est introduit.
Cette disposition a poar bat de permettre de donner au pulvérisa- teur 5 un grand diamètre en morne temps qu'une capacité inté- rieure très petite, comme cela est nécessaire pour empêcher que, dans le pulvérisateur, après la fermeture da pointeau, il ne reste uns quantité trop grande de combustible non in- jecté. Par suite du grand diamètre intérieur et de l'étroit espace de passage, la surface de contact du combastibleavec le pulvérisateur est très grande et par conséquent,le re- froidissement du pulvérisateur par le combustible est plus efficace. On a, de plus, un accroissement de l'effet tour- billonnaire engendré par les trous tangentiels.
Le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus est le suivant.
L'air chaud, mêlé de quelque peu de résidas des gaz, comprimé dans le cylindre moteur pendant la phase de com-
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pression, pénètre dans le canal 11 en passant tout autour du petit tube intérieur 28 et, par les conduits 12 et 13, arr ive dans la chambre 14 au-dessus da piston 16. La prés- sion qui est exercée sar ce piston par l'air comprimé est transmise au combustible par le piston 17, cette pression étant augmentée suivant le rapport des aires des pistons
16 et 17. Le combustible liquide qui est contenu dans la chambre 18 est amené dans cette chambre par la pompe d'ali- mentation 30.
Cette pompe aspire le combustible venant du tuyau d'alimentation 31, et par le jea des soupapes d'aspi- ration 32 et de refoulement 33 de type usuel, le refoale, à travers le filtre 29, dans la chambre cylindrique 25, et par la soupape de retenue 28 l'envoie dans le conduit 21.
Les diamètres relatifs des pistons 16 et 17 sont dé- terminés de manière qae la pre ssion, exercée sar le combus- tible au moment où le pointeau 4 se soulève pour laisser libre l'orifice da gincleur de pulvérisation, soit telle qatelle favorise la sortie d'une quantité suffisante de com- bastible à une vitesse appropriée poar assurer une bonne pulvérisation da combastible sortant des lumières ou fentes #4 du plavérisateu.
De cette façon, l'injection da combas- tible est faite à l'instant précis da cycle où ellee'st nécessaire, sa pulvérisation et son mélange a vel'air dans le cylindre étant presque parfaite, Le combustible, dans le petit conduit intérieur 28, est chauffé par contact avec l'air chaud qai passe dans le manchon ou conduitll entourai ce conduit 28, et ce chauffage contribae à augmenter le.- ±10.1- dité et l'inflammabilité da combastible en donnant ainsi un rendement élevé de combustion.
L orsque la pression de l'ar chaud dans la chambre 14 est telle qa'elle produit sar le combustible dans le cylindre 18, par l'intermédiaire du pis ton 17, fine pression supérieure à uelle de refoalement de la pompe 30, la soupape de retenue 23 empêche le retoar
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du combustible à la pcmpe, qui pendant ce temps envoie du combustible dans la chambre 25, en soulevant le petit pis- ton plongeur 26 qui supporte la pression du ressort 27. La chambre 25 sert ainsi d'accumulateur de combustible ou ré- servoir de charge, le combustible accumulé étant ensuite refoulé dans la chambre 18, quand l'injection est peine achevée, et lorsque les phases de pression du moteur font baisser la pression dans ladite chambre 18, à ane valeur inférieure de celle de débit de la pompe.
De cotte façon, l'alimentation continue et régulière du combustible est assurée indépendamment du calage de la pompe à combustible, qai peut être d'an type appropriée quelconque.
On a représenté à la figure 5 une autre forme du dis- positif précité, qui permet de se passer de la pompe d'in- jection et qai est par conséquent spécialement indiquée pour les moteurs de contruction nouvelle. ON retrouve dans cet- te variante toutes les différentes parties décrites dans l'exemple précédent, à l'exception de la chambre cylindri- que 23, da piston 26 et da ressort 27, de mêne que de la pompe 30, qui ont été supprimés. Dans ce cas, l'aspition du combustible dans la chambre 18 est effectuée par la mon- tée du piston 17, sous l'action da ressort auxiliaire 35, qui avait été comprimé par l'air chaud comprimé dans la chambre 14, au-dessus du piston 16 et qui se détend lorsque la pression de l'air diminue, pendant la phase d'échappe- ment du cylindre 2.
D e cette manière, le combustible est aspiré par le piston 17 directement du réservoir 36 à travers la tubulure 37, le filtre 29 , la chambre.34, la soapde retenue 23 et le conduit 21. Lorsque la pression de l'air chaud sur le piston 16 dépasse une certaine' valeur, la soupape de re- tenue 23 se ferme et le combustible ne peut pas revenir ou réservoir 36, Dans ce dispositif, le pointeau.
est maintenu fermé par le piston équilibreur 7" dont le diamètre est lé-
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gérement plus grand que le pointeau 4, la chambre 41 sapé- rieare à ce piston étant en communication directe avec la µ/ chambre 18 par le tabe 40.Dans ce cas le ressort 6 peat être bien moins fort que dans le dispositif précédent, puisqu'il n'est xxxxxxxxx plus nécessaire qa'il s'oppose à la pression tendant à ouvrir le pointeau.
Un excentrique approprié 39 permet de faire varier la position du galet 9 par rapport à la came de distriba- tion 8, et par conséquent de modifier les mouvements da bras 38 par rapport à la vitesse et sa sens de marche da motear, de manière à pouvoir faire varierla quantitéde combustible injecté par coup et aussi le point d'injection de l'haile.
Il va de soi qae la disposition précitée n'est nallement obligatoire et qu'on pourra obtenir les mêmes résultats par d'autres dispositifs appropriés. -
Une autre variante du dispositif ci-dessus est repr é- sentée à la figure 7, les parties correspondantes étant aussi désignées par les mmeschiffres. Cette variante vi- se à séparer complètement de l'injectear proprement dit le mécanisme compresseur du combustible à injecter, toat en se passant en même temps de la pompe d'injection.
Sai- vant cette disposition, la chambre 14 avec son piston 16 et les accessoires, aa liea d'être ménagée dans le corps 5,est pratiquée dans an corps 3' séparé de l'injecteur proprement dit, tout en restant en communication avec l'in- tériear du , cylindre 1 , au moyen d'an tube 42 reliant 'la partie supérieure da tabe 11 avec; la chambre 14. Une soapape appropriée 43, montée sar le tabe précité, permet d'arrêter l'arrivée de l'air chaud dans la chambhe 14 . en cas de réparation et de changement de pièces.
Le piston 17, coalissant dans son manchon 17' et plongeant dans la chambre 18 ménagée dans le corps 3' sert, comme dans l'exem ple précédent, à prendre le combustible dans an réservoir le supérieur sous l'action du ressort 35 , et à/refouler,
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d'ane manière analogue à celle décrite pour le cas précé- dent, dans il injecteur, par l'intermédiaire d'un filtre 29, de la chambre 24, de la soupape de retenue 23, des con- duits 21 et 28.
Le combustible est aspiré d'an réservoir approprié 36 par une tubulure 37 munie d'uen soapape d'as- pirat ion 32 quiest commandée par le piston 17 lui-même, au moyen d'une paire de balanciers 44 et 46, reliés par un tirant 45. Les variations de distribution du mécanisme fonc tionnant comme pompe sont obtenues, par exemple, en faisant varier l'angle de calage d'an excentrique 47 formant pivot du balancier 44. Tout le mécanisme fonctionne d'une manière analogue à celle décrite pour les astres modes de réal isa- tion.
Il résulte clairement de ce qu'il a été dit ci-dessus que, par la disposition précitée, on obtient de nombreux avantages dont les principaux sont les suivants:
Possibilité d'envoyer le combustible au pulvérisateur à l'aide d'une pompe à basse pression calée d'une manière quelconque par rapport aux phases du moteur; compression da oembastible à, l'intérieur du dispositif pulvérisateur; pos- sibilité de suppression complète de la pompe d'alimentation un combustible command0e mécaniquement par le moteur; pri- se d'air chaud sensiblement exempt de gaz brûlé, pour l'a- limentation en combustible;
meilleur rendement de pulvéri- sation et de combustion par chauffage préalable du combus- tible dans 7.'injecteur même, et par effet du monument tour- billonnaire imprimé aux ga z par suite du mode de construc- tion du gicleur da pulvérisateur et de la disposition de ses ouvertures de débit.
Il est à remarquer qu'en plus des avantages précités, en il y/a encore d'autres très appréciables, bien que moins importants, tels que la-possibilité de régler la quantité de combustible de manière à l'adapter à la charge da motea; les moyens utilisés pour ce réglage étant sensiblement les
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mêmes que ceux employés dans des bats analogaes sur les motears Diesel.
En oatre, les dispositifs décrits ci-dessus permettent de faire varier la pression de débit de pulvérisation de manière à l'adapter aux caractéristiques des combustibles employés, ceci étant obtenu par remplacement da piston 17 et da manchon 17' par d'autres pièces de diamètre plus approprié et cette opération pouvant être effectuée aisé- ment même pendant la marche du moteur, en fermant la soupa- pe 15 et en enlevant le bouchon 20.
Bien entenda, de nombreuses autres variantes pourraient être introduites dans les dispositifs qu'on vient de décri= re à titre d'exemple, sans sortir poar cela da domaine de l'invention.