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Perfectionnements aux pompes d'injection de combustible liquide pour moteurs à combustion interne.
La présente invention concerne les pompes d'injec- tion de combustible liquide pour moteurs à combustion interne, dans lesquelles le piston comporte un conduit destiné à met- tre la chambre de pression de la pompe en communication avec une ou plusieurs lumières de trop-plein ménagées dans la pa- roi du cylindre, au cours de la première et de la dernière partie de la course de refoulement du piston, afin de rendre ces parties de sa course inopérantes.
Elle a pour but de réaliser une pompe à combustible de ce type, dont le fonctionnement soit efficace et dans la-
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quelle le piston et le cylindre soient moins exposés à l'usure que ce n'est le cas dans les dispositifs connus.
A cet effet, suivant l'invention, la pompe d'injec- tion de combustible liquide comporte un cylindre fixe dont la surface périphérique interne présente un ou plusieurs évidements, ou dont la paroi périphérique est munie d'une ou plusieurs séries de lumières communiquant avec des con- duits combinés de trop-plein et d'admission constituant les seuls conduits par lesquels l'entièreté du combustible pé- nètre dans le cylindre pendant la course d'aspiration, au moins un de ces évidements ou une de ces séries de lumières étant formés de manière à constituer, en substance, un bord hélicoïdal ou bord incliné analogue, un piston logé dans le cylindre et dont l'extrémité, biseautée de manière à en sup- primer les arêtes vives, se trouve toujours au delà du ou des évidements ou des séries de lumières,
un conduit ménagé dans le piston qui communique d'une part avec la chambre de pression de la pompe et, d'autre part, avec une ou plusieurs lumières traversant la paroi périphérique du piston, les- quelles coopèrent avec un ou plusieurs des évidements ou sé- ries de lumières du cylindre pour mettre la chambre de pres- sion de la pompe en communication avec un conduit d'admission ou de trop-plein au commencement et à la fin de chaque course de refoulement du piston, et des dispositifs susceptibles de modifier la position angulaire du piston, en vue de modifier la fraction de sa course durant laquelle la ou les lumières de la paroi périphérique ne communiquent pas avec un ou plu- sieurs évidements ou séries de lumières du cylindre, et de modifier également, par conséquent, la quantité de combusti- ble-injecté.
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Le cylindre de la pompe .consiste,-de préférence, en deux manchons dont les extrémités adjacentes sont en prise, par emboîtement l'unè dans l'autre, par exemple, et sont formées de manière à laisser subsister entre elles un évi- dement de trop-plein dont on forme les bords respectifs en façonnant, de manière convenable, les extrémités des man- chons. De cette manière, il est possible de former le bord incliné d'un évidement de trop-plein à l'extrémité d'un des manchons avant l'assemblage, d'accoupler ensuite les man- chons, et de simplifier ainsi la confection du cylindre avec son ou ses évidements de trop-plein.
Les bord supérieursde l'évidement ou de la série de lumières que le piston obture au commencement de la partie opérante de la course de-refoulement est généralement situé dans un plan normal par rapport à l'axe longitudinal du cy- lindre, le moment auquel l'injection commence étant par conséquent invariable, et indépendant des changements qu'on peut effectuer dans la position angulaire du piston, afin de modifier la quantité de combustible injectée. En vue d'oh- tenir une plus grande économie de combustible il est parfois désirable, toutefois, d'avancer le moment où l'injection commence et où le combustible est refoulé à petites doses, et dans ce but le bord supérieur auquel il a été fait allu- sion peut être de forme hélicoïdale ou inclinée.
Dans tous les cas, le ou les évidements ou les séries de lumières peu- vent être formés de manière que la rotation du piston d'un angle égal dans l'un ou l'autre sens, à partir de sa posi- tion d'injection minimum ou nulle, modifie d'une quantité égale la dose de combustible injectée au cours de chaque course de refoulement du piston, ainsi que le point de la course auquel l'injection commence (lorsque ce point est variable), ceci est avantageux lorsqu'on désire, par exem- @
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ple, commander la position angulaire de deux pompes analo- gues à l'aide de dents disposées de part et d'autre d'une crémaillère de commande commune et susceptibles de faire tourner les deux pistons.
Lorsque la paroi périphérique du piston comporte deux lumières destinées à coopérer avec un ou plusieurs évi- dements de trop-plein du cylindre, il est avantageux que ces lumières soient décalées de 180 autour de l'axe longitudinal du piston, afin d'atténuer les efforts latéraux non équili- brés, agissant sur le piston au cours de la période de re- foulement de la pompe.
Il est préférable de chanfreiner, biseauter ou ar- rondir le bord périphérique supérieur du piston, afin qu'il ne subsiste sur aucune partie de celui-ci d'arêtes vives sus- ceptibles d'entraîner l'usure rapide du cylindre.
On peut donner à l'invention diverses formes de réalisation dont quelques-unes sont représentées à titre d'exemple sur les dessins annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une coupe verticale du cylindre et du piston d'une forme de réalisation de la pompe selon l'inven- tion.
Fig. la est un développement de la paroi circonfé- rentielle interne du cylindre représenté en coupe sur la Fig. 1, montrant la forme de la rainure de trop-plein.
Fig. 1b est un développement analogue à la Fig. la, montrant une variante de la rainure de trop-plein.
Fig. 2 est une coupe verticale du cylindre et du piston d'une pompe analogue à celle représentée sur la Fig. l, mais dont la rainure de trop-plein est modifiée pour faire varier le moment du début de l'injection en même temps que la quantité de combustible injecté.
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Fig. 2a est un développement de la paroi circonfé- rentielle interne du cylindre représenté en coupe sur la Fig. 2, montrant la forme de la rainure de tropl-plein.
Fig. 2b est un développement analogue à la Fig. 2a, mais représente une variante de la rainure de trop-plein.
Fig. 3 est une coupe verticale du cylindre et du piston d'une autre variante de la pompe suivant l'invention.
Fig. 3a est un développement de la paroi circonfé- rentielle interne du cylindre représenté en coupe sur la Fig. 3, montrant la forme de la rainure de trop-plein.
Fig. 4 est une coupe verticale du cylindre et du piston d'une autre pompe réalisée suivant l'invention.
Fig. 4a est un développement de la paroi circonfé- rentielle interne du cylindre représenté sur la Fig. 4, mon- trant la forme de la rainure de trop-plein.
Fig. 5 est une coupe verticale du cylindre et du piston d'une forme de réalisation encore différente de l'in- vention, et
Fig. 5a est un développement de la paroi circonfé- tentielle interne du cylindre représenté sur la Fig. 5, mon- trant la forme des rainures de trop-plein.
La pompe réalisée suivant les Figs. 1 et la comporte un cylindre A dans lequel se meut le piston B. Le cylindre A consiste en deux manchons Al, A2 dont les extrémités adjacen- tes s'emboîtant l'une dans l'autre sont formées de manière à constituer dans la paroi de son alésage un évidement unique C, dont l'un des bords est formé par le bout du manchon A2, et l'autre par l'extrémité de l'évidement annulaire du man- chon Al, dans lequel le bout du manchon A2 s'emboîte. Cet évidement est en communication avec les conduits combinés
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d'admission et de trop-plein C1 ménagés dans le manchon A, tandis qu'un conduit de refoulement A3 part de l'extrémité du cylindre adjacente au sommet du piston B.
Le piston possè- de un conduit longitudinal Bl dont une extrémité débouche dans la chambre de pression de la pompe, tandis que son au- tre extrémité est en communication avec deux conduits ra- diaux B2, B3 traversant la paroi circonférentielle du piston.
La disposition est telle que le conduit radial B2 est en communication avec l'évidement C pendant la première partie de la course de refoulement du piston, et que le conduit B3 est en communication avec lui pendant la dernière partie de cette course, de sorte que seulement une partie intermédiai- re de chaque course de refoulement du piston reste opérante pour chasser le combustible par le conduit de refoulement A3, lorsque la communication est interrompue entre l'évidement et les deux conduits B2,B3.
Le bord inférieur C2 de l'évidement C, qui découvre le conduit radial B3 du piston pendant la dernière partie de la course de ce dernier, est de forme hélicoïdale ou inclinée, des dispositifs (non représentés) étant prévus pour faire tourner le piston dans le cylindre, afin de mo- difier dans la dernière partie de la course de refoulement le point où ce conduit radial entre en communication avec l'évidement en vue de faire cesser la pression de la pompe et, par conséquent, de modifier la quantité de combustible injectée à chaque course de refoulement.
Ainsi que le montre la fig. l, les deux conduits radiaux B2,B3 sont espacés l'un de l'autre de 1800autour de l'axe longitudinal du piston, de manière à équilibrer dans une certaine mesure les efforts latéraux auxquels le
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piston est soumis pendant la course d'injection du combusti- ble par la pression de celui-ci agissant par ces conduits.
Aucune soupape d'admission automatique n'est prévue, le combustible étant aspiré, pendant la course d'aspiration, par les conduits combinés d'admission et de trop-plein Cl, l'é- videment de trop-plein C et les conduits B2, B3 du piston.
Sur la fig. la, qui est un développement de la paroi circonférentielle interne du cylindre de Fig. 1, on voit plus clairement l'évidement C et (en traits interrom- pus) les conduits B2, B3 du piston, dans les positions qu'ils occupent lorsque la pompe refoule approximativement un tiers de la charge maximum.
Dans certains cas il peut être avantageux de pouvoir faire augmenter, graduellement et à la même vitesse, le dé- bit de la pompe à partir de sa valeur minimum, en tournant le piston à droite ou à gauche de sa position de débit le plus faible, ceci étant avantageux dans les cas, par exemple, où l'on désire commander deux pompes analogues à l'aide de dents disposées de part et d'autre d'une crémaillère de commande commune. A cette fin, on peut disposer le bord in- férieur C2 de l'évidement C (Fig. lb) symétriquement autour d'un plan longitudinal traversant ses points le plus haut et le plus bas, lesquels sont décalés de 180 autour de l'axe longitudinal de la pompe.
Ce cette manière, on peut faire varier d'une quantité égale la dose de combustible injectée à chaque course du piston, en tournant le piston d'un même angle dans l'un ou l'autre sens, à partir de sa position d'injection minimum.
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Les Figs. 2 et 2a représentent une pompe d'injection de combustible analogue sous presque tous les rapports à celle des figs. l, la, mais s'en différenciant par le fait que l'évidement C étant de forme légèrement inclinée ou hélicoïdale, une rotation du piston effectuée en vue de mo- difier la quantité de combustible injectée a également pour effet de modifier le point de sa course où l'injection commence. Ainsi en formant l'évidement comme c'est repré- senté sur la fig. 2a, on avance le point où l'injection commence en même temps qu'on en réduit la quantité, ce qui dans certains cas permet d'user moins de combustible.
La fig. 2b, analogue à la fig. lb, montre la ma- nière dont on peut former le bord supérieur incliné de l'é- videment C d'une pompe analogue, sous tous les autres rap- ports, à celle des figs.2, 2a, de manière qu'on puisse in- différemment régler son débit en faisant tourner son piston à droite ou à gauche, à partir de sa position d'injection minimum.
La forme de réalisation de la pompe représentée sur la Fig. 3 se distingue de celle des figs. 1, la, en ce qu'un évidement supplémentaire C3, formé dans le manchon inférieur A2 du cylindre, se trouve à une distance conve- nable sous l'évidement C, ses bords supérieur et inférieur se trouvant entièrement dans des plans parallèles, per- pendiculaires à l'axe longitudinal de la pompe. Dans cette variante, le conduit B2 se trouve sous le conduit B3, les deux conduits étant disposés quelque peu plus près l'un de l'autre, dans le sens axial, que dans le cas représen- té sur la Fig. 1.
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Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant:- L'injection commence au moment om le conduit B2 cesse de chevaucher sur le bord supérieur de l'évidement inférieur C3, se poursuit aussi longtemps que les deux conduits B2, B3 se trouvent entre les évidements C, C3, et se termine dès que le conduit B3 intersecte le bord inférieur hélicoïdal de l'évidement supérieur C.
Dans ce cas, comme dans celui décrit précédemment avec référence à la forme de réalisation des Figs. 2, 2a, le bord supérieur de l'évidement C3 peut être de forme lé- gèrement inclinée ou hélicoïdale, de manière à faire avan- cer graduellement le point où l'injection commence, à mesure que, par un réglage, on réduit la dose que la pompe débite.
De même, le ou les bords hélicoïdaux du ou des évidements peuvent être de forme symétrique, de manière à permettre de régler le débit de la pompe en faisant tourner son piston indifféremment à droite ou à gauche, à partir de sa position d'injection minimum, comme c'est décrit ci-dessus.
Dans la forme de réalisation représentée sur les Figs. 4, 4a la disposition des deux évidements C, C3 du cylindre A est analogue à celle des figs. 3, 3a, sauf que le piston comporte un seul conduit B4 un peu plus grand.
Comme le montrent les Figs. 4, 4a, l'injection commence au point de la course de refoulement du plongeur où la com- munication est interrompue entre le conduit B4 et l'évidement inférieur C3, se porusuit aussi longtemps que le conduit B4 se trouve tout entier entre les bords adjacents des deux évidements, et prend fin au moment où le conduit B4 inter- secte le bord hélicoïdal inférieur de l'évidement C. Dans ce cas, de même que dans ceux décrits précédemment, le bord A
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supérieur de l'évidement C3 peut être de forme inclinée ou légèrement hélicoïdale, de manière à faire avancer le moment où l'injection commence à mesure qu'on réduit le débit.
En outre le ou les bords hélicoïdaux du ou des évidements peu- vent être disposés symétriquement, afin de permettre de régler le débit de la pompe d'une quantité égale, en faisant tourner son piston indifféremment à droite ou à gauche à partir de son point d'injection minimum.
Le cylindre A de la pompe représentée sur les Figs.
5, 5a est formé d'une pièce et comporte, au lieu des évide- ments C3 (Figs. 3, 3a, et 4, 4a), des conduits radiaux D très rapprochés les uns des autres, dont les axes se trouvent entièrement dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de la pompe. Deux conduits radiaux E, formés dans le piston, communiquent avec les conduits D du cylindre pendant le com- mencement de la course de refoulement du piston, mais cessent d'être en communication avec eux à un point convenable de cette course.
Sous les conduits D se trouvent deux rangées ou séries inclinées de conduits supplémentaires Dl formés dans le cylindre, encerclant complètement celui-ci, et coopérant avec deux lumières diamétralement opposées E1 ménagées dans le piston. La disposition est telle que deux conduits cor- respondants Dl quelconques, appartenant chacun à une:
rangée ou série, ont leurs axes dans des plans perpendiculaires à l'axe longitudinal de la pompe, ces plans étant espacés l'un de l'autre d'une quantité égale à la moitié de la distance axiale séparant les axes de conduits adjacents Dl, et déca- lés circonférentiellement l'un par rapport à l'autre autour
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de la paroi du cylindre d'une distance égale à un déplace- ment angulaire de 180 , moins une quantitéégale à la moitié de la distance circonférentielle séparant les axes de deux conduits Dl adjacents quelconques, de manière à assurer que malgré des modifications de la position angulaire du piston B, la section de communication entre les conduits D1 et E1 reste sensiblement constante lorsque ces derniers chevauchent sur les conduits Dl,
et à permettre également d'obtenir qu'un mouvement progressif de rotation du piston provoque une va- riation sensiblement uniforme du moment où les conduits El et Dl entrent en communication. Les deux lumières El, dia- métralement opposées l'une à l'autre dans le piston, commu- niquent avec l'alésage central B1 de celui-ci. Ces lumières sont convenablement allongées axialement, comme c'est repré- senté, et formées de manière à coopérer avec les deux rangées inclinées de conduits de trop-plein Dl du cylindre, afin de déterminer, ainsi qu'on va l'expliquer, le moment où l'in- jection prend fin.
Il ressort clairement de l'examen des figs. 5, 5a que l'injection commence au point de la course de refoule- ment du piston où les lumières E cessent de communiquer avec les conduits D, qu'elle continue aussi longtemps que les conduits D, Dl restent obturés, et qu'elle prend fin au mo- ment où les extrémités supérieures des lumières El commen- cent à intersecter les rangées inclinées de conduits Dl.
Du fait que les lumières El sont diamétralement opposées, il est clair que chacune d'elles intersecte la rangée de conduits Dl qui lui est associée en un même point de la course du piston, et que, grâce à l'inclinaison des rangées de lumières Dl, on peut modifier le point de cette course
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où les lumières E1 entrent en communication avec elles, en faisant tourner le piston de manière à commander la quan- tité de combustible injecté..
Ainsi qu'on l'a indiqué au sujet des formes de réalisation comportant un ou plusieurs évidements dans la paroi du cylindre, on peut disposer les conduits D de ma- nière légèrement inclinée ou hélicoïdale, afin de faire avancer le point où l'injection de combustible commence, à mesure que le débit diminue. On peut également modifier cette forme de réalisation spéciale de la pompe, afin de permettre d'en régler le débit par la rotation de son piston à droite ou à gauche à partir de sa position d'in- jection minimum. On pourrait, par exemple, substituer à chaque rangée de conduits Dl, une rangée disposée en forme de V renversé.
Dans toutes les formes de réalisation qu'on a décrites ci-dessus, il est préférable de biseauter ou d'arrondir le bord circonférentiel supérieur du piston de pompe B, afin d'atténuer sa tendance à provoquer l'usure rapide des parois du cylindre.
En outre, on peut avantageusement disposer les organes de manière que la dose de combustible effectivement débitée soit nulle lorsqu'on tourne le piston dans sa po- sition de refoulement minimum. A cette fin, on dispose les différents évidements, conduits et lumières de telle manière, ou on leur donne des proportions telles que lorsque le piston se trouve dans la position angulaire en question, il n'interrompe complètement en aucun point de sa course la communication entre toutes les lumières ou les évide- mente d'admission et de trop-plein combinés de la paroi du
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cylindre, et l'alésage central Bl du piston, communiquant avec la chambre de pression de la pompe.
On peut actionner de différentes manières le pis- ton de la pompe à combustible suivant l'invention, par exem- ple à l'aide d'un poussoir commandé par une came et d'un ressort susceptible de rappeler le piston, d'une came agis- sant sur un levier coudé, d'un excentrique ou autres dispo- sitifs. En outre, on peut modifier le réglage de l'injection de combustible indépendamment du mouvement du piston du moteur, en donnant dé l'avance ou du retard à la came, l'excentrique ou autre mécanisme de commande de la pompe à combustible. De même, on peut alimenter en combustible le ou les conduits combinés d'aspiration et d'admission de la pompe par gravité ou à l'aide d'une pompe auxiliaire, susceptible de débiter à une pressionoulue.
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