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" PERFECTIONNEMENTS AUX PROCEDES ET APPAREILS D'INJECTION
POUR LES JETEURS A COMBUSTION INTERNE "
L'emploi des moteurs à combustion interne du genre "Diesel" sur véhicules est d'autant plus difficile qu'on demande à ces moteurs de grandes variations de leur vitesse angulaire ainsi que du couple moteur.
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Il devient alors néoessaire de pouvoir injecter plus ou moins de carburant par cylindrée selon le couple demandé.
De même, la vitesse d'infection, qui reste fonction de la vitesse angulaire puisque c'est le moteur même qui commande la pompe, varie avec oette vitesse angulaire, ce qui fait qu'aux régimes lents l'injeotion devient trop molle pour une bonne pulvérisation.
Jusqu'ici on a combattu ces difficultés par de nom- breux artifices conservant chacun pourtant leurs inoonvé- nients.
La présente invention a pour objet une pompe dinjec- tion permettant d'obtenir une marohe aussi régulière que possible pour tous moteurs à cèmbustion interne du genre "Diesel", et de les rendre parfaits dans leur utilisation sur véhioules.
Cette pompe est remarquable notamment en ce que son piston est commandé par un excentrique sans jeu ni cale de réglage, ce qui lui communique impérativement un mouvement rectiligne à accélération sinusoïdale. On évite ainsi les difficultés mécaniques et les retards durant les marches aux régimes élevés, ainsi que le bruit, principalement du fait de la suppression des ressorts de rappel.
Suivant une autre caractéristique, les orifices de distribution sont disposés de telle sorte que l'injection ne commence que lorsque le piston a atteint sa vitesse maximum ou presque.
Le point d'arrêt de l'injection est obtenu par l'ouverture d'uh orifice de décharge, réglable par exemple au moyen d'une soupape.
L'invention comprend une forme d'exécution particu- lièrement avantageuse de la dite pompe d'injection. Cette forme se caractérise surtout en ce que le cylindre de pompe et le logement de la soupape de décharge sont percés dans une seule et même pièce de métal, qui est ensuite rapportée
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dans le bâti de la pompe par un joint conique et maintenue serrée par un écrou ou de toute autre manière convenable.
De préférence, une culasse est interposée entre le dit écrou et la dite pièce, cette culasse comprenant le siège de la soupape d'arrêt du conduit d'injection et, éven- tuellement, une chambre logeant le ressort de la soupape de décharge.
L'avantage ou résultat industriel de cette disposi- tion consiste en ce qu'elle évite tout joint entre le cylindre de pompe et le logement de la soupape de déchar- ge, et en conséquence,toute fuite entre ces deux parties, sous l'action des fortes pressions produites lors de l'in- jection.
L'invention vise également un procédé d'injection, remarquable notamment en ce qu'il consiste à alimenter la ou les pompes d'injection à l'aide d'un liquide porté préalablement à une certaine pression assez importante, ce qui permet un remplissage parfait à l'aspiration de chaque cylindrée d'injection, même lors des grandes vites- ses angulaires.
La pompe auxiliaire de pré-compression comporte, de préférence, un cylindre mobile servant d'accumulateur en réglant par son déplacement le volume aspiré par son piston, et correspondant au volume nécessaire demandé par la ou les pompes d'injection.
L'invention comprend une forme d'exécution parti- culièrement avantageuse de la dite pompe de pré-compres- sion. Cette forme se caractérise surtout en ce que cette pompe comporte deux cylindres fixes, placés à côté l'un de l'autre; l'un de ces cylindres reçoit la piston commandé réalisant l'aspiration et la compression préalable; le second reçoit le piston de l'accumulateur qui, lorsqu'il se déplace en antagonisme avec son ressort derappel, obtu-
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re d'abord partiellement, puis complètement, l'orifice d'admission du premier cylindre.
De oette façon, on assure simplement et facilement la régulation automatique de l'aspiration du liquide oom- bustible à la pompe de pré-compression, dont le débit se trouve être égal au débit total des pompes d'injection.
L'invention comprend aussi une disposition propre à faciliter le départ du moteur en empêohant la régulation précitée pendant la période de démarrage. Cette disposition consiste à verrouiller le piston de l'accumulateur, par le moyen d'une came ou autre manoeuvrable de l'extérieur.
Il en résulte une augmentation considérable de la pression produite par la pompe de pré-oompression, qui permet de soulever tous les clapets et de chasser l'air des tuyau- teries.
L'invention vise, en outre, un injeoteur, remarqua- ble notamment en ce que son orifice est ooiffé d'une pas- tille de forme oonique au centre et ajourée sur son pour- tour, de manière à limiter la projection de l'injection dans sa longueur en formant un double courant par remous.
Dans ce cas, l'aiguille mobile d'injeotion devra, de prêtée rence, avoir sa pointe traversant son siège de façon à créer une pulvérisation circulaire et automatique, indépen- dante de la vitesse et de la quantité de l'injection.
Dans une modifioation de oonstruotion du dit injeo- teur, le corps même de l'injeoteur est rétreint à son extré- mité pour former, au delà de l'aiguille d'injection et de son siège conique, une chambre à ouverturede sortie étranglée; le jet conique en passant par la dite ouverture étranglée, . orée une dépression qui permet une aspirationd'air par des canaux mettant la chambre en communication avec l'ex- térieur.
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Pour la réalisation du dit injecteur, on établit le corps sous la forme d'un tube à extrémité rétreinte; puis on force à l'intérieur de ce tube un cylindre pourvu d'un alésage axial terminé par un siège conique pour l'ai- guille d'injection,et de rainures latérales aboutissant à des orifices radiaux communiquant aveo l'alésage axial près du siège conique.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple: la figure 1 est un schéma, montrant le oyole de fonctionnement de la pompe d'injection; la figure 2 est une coupe, longitudinale, de la pompe ; la figure 3 est une coupe, partielle, suivant la ligne 3-3 de la figure 2 ; la figure 4 est une coupe de l'injecteur; la figure 5 est une coupe d'une variante de la pompe; la figure 6 est une coupe d'une pompe auxiliaire de pré-compression,
La figure 7 est une élévation en coupe de la pompe d'injection.
La figure 8 est une élévation en coupe d'une pompe de pré-compression.
La figure 9 est une coupe partielle faite suivant la ligne IX-IX de la fig. 8,
La fig. 10 est une coupe d'un injecteur établi suivant l'invention.
Suivant l'exemple d'exécution représenté aux figu- res 2 et 3, la pompe d'injection comporte un cylindre 1, garni, de préférence, d'une fourrure 2. Ce cylindre est ménagé dans un bâti 3,
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Dans le cylindre 1 débouohe, à un certain niveau xx, un canal latéral 4. Ce canal 4 est en communication directe, par un conduit 5, avec un réservoir de oarburant ou avec la pompe de pré-compression.
A la partie supérieure du cylindre 1 débouche un autre canal 6 aboutissant à une chambre 7. Cette chambre 7 communique, par un orifice 8, avec le canal 5. Une Soupape 9 est disposée sur l'orifice 8. La queue 10 de la soupape est soumise à l'action d'un ressort 11 qui tend à la maintenir sur son siège.
De la partie supérieure du cylindre 1 part un canal 12, normalement obturé par une soupape 13 rappelée -sur son siège par un ressort 14. Le oanal 12 fait communiquer le cylindre 1 avec l'injecteur,décrit ci-après, par un canal 15.
Dans le cylindre 1 se déplace un piston 16 commandé, positivement, par un collier d'excentrique 17, dont le plateau 18 est claveté ou vient de matière avec un arbre 19, entraîné, de préférence, par le moteur à alimenter.
Le piston 16 est, de préférence, relié au collier d'excentrique par une tige 20 de diamètre plus faible, afin de reporter,par les flexions de oette partie plus fai- ble tous les efforts latéraux sur la crosse 21.
Sur oette crosse 21 est articulée, autour d'un axe 22. et par l'intermédiaire d'un oeil 23 (figures 2 et 3), une bielle 24. Cette bielle 24 tourillonne, à son autre extrémité, sur un axe excentré 25. L'excentricité variable de l'axe 25 permet le réglage de la position en hauteur d'une vis-butée 26, portée par la bielle 24 et placée de manière à venir rencontrer la queue 10 de la soupape 9.
Le fonctionnement est le suivant : On suppose le piston 16 au point mort haut. La soupape 9 est levée car
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la tige 26 bute sur la queue 10, et la soupape 13 est fermée. Le piston descend et aspire le carburant par le conduit 5, l'orifice 8 démasqué et le canal 6. Cette aspiration se poursuit jusqu'à ce que la butée 26 des- oendant abandonne la queue 10 de la soupape 9 (course ab du diagramme de la figure 1).
A ce moment, la soupape 9 se ferme, et le piston 16 continuant à desoendre fait le vide derrière lui (portion bo du diagramme). Lorsqu'il dépasse vers le bas le niveau xx du canal 4, le piston aspire le carburant par ce canal 4 jusqu'à son point mort bas (portion cd. du diagramme).
Au début de sa course ascendante, jusqu'au plan xx, le piston 16 refoule le carburant par le canal 4 (portion de du diagramme). Dès que le canal 4 est masqué par le piston 16, c'est-à-dire à un moment où le piston a atteint une grande vitesse, ce piston comprime le carburant contenu dans le cylindre, et la chasse par le oanal 12. La soupape 13 se soulève, et le carburant sous pression va à l'injeoteur par le canal 15, jusqu'au mo- ment (point f du diagramme) où la butée 26 venant rencon- trer la queue 10 de la soupape 9 soulève cette soupape, ce qui met de nouveau le cylindre 1 en communication avec l'admission.
Le cycle se termine (fa du diagramme) par le re- foulement du carburant restant dans le canal 5.
Un nouveau cycle commence.
L'ensemble mécanique de la pompe peut être logé dans un carter en deux pièces 27 et 28.
A la figure 4, on a représenté un injeoteur selon l'invention raccordé par le canal 29 au oanal 15 de la pompe. Le canal 29 est relié, par un conduit 30, à une chambre 31 débouchant à l'extérieur par un orifice 32,
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normalement obturé par un pointeau 33, Ce pointeau 33 est porté par un piston 34, de diamètre supérieur à celui du pointeau, de façon que la pression s'exerçant sur la trahche inférieure et annulaire du piston 34 le soulève, à rencontre d'un ressort 35, qui tend maintenir le pointeau 33 sur son siège 32. Un canal 36 relie, de préférence, la ohambre 37, ménagée derrière le piston 34, au réservoir de carburant, pour y ramener les fuites se produisant autour du piston 34.
L'orifice 32 du pulvérisateur va en s'évasant en forme de tronc de cône vers l'extérieur. En avant de cet orifice est disposé un tronc de oône 38, de telle sorte que le oarburant pulvérisé passant par les orifi- ces latéraux 39 aspire de l'air par le canal central 40, ce qui provoque des remous et un brassage de cet air et du carburant. On limite ainsi en même temps la dis- tanoe de projection du oarburant.
A la figure 5, on a représenté une variante de pompe, dans laquelle le canal 4 d'alimentation,au lieu de déboucher dans le cylindre 1, débouche dans le canal 6, par un orifice 41 contrôlé par une soupape 42, dont la queue 43 est commandée à l'enoontre du ressort 44 et, par exemple, par l'intermédiaire d'un poussoir 45, par une vis-butée 46, portée par la bielle 24 et fonctionnant en sens inverse de la butée 26 qui agit sur la soupape 9.
L'axe 25 de la bielle 24 peut être fixe. Dans ce cas, les variations d'injection sont obtenues par un coin 47, oscillant autour de l'axe 48 et commandé par une bielle 49. Ce coin est interposé entre la queue 10 de la soupape 9 et.un poussoir 50, soumis à l'action de la butée 26.
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Le fonctionnement est semblable au précédent.
Enfin, à la figure 6, on a représenté une pompe de pré-compression, dans laquelle le cylindre 51 est mobile dans un alésage 52 d'un bâti 53, Ce cylindre est terminé à sa partie supérieure par un plateau 54 formant piston dans un alésage 55, Ce plateau est rappelé vers le bas par un ressort 56, La chambre 57, ménagée dans l'alésage 55 sous le plateau 54, communique d'une part avec l'admission de la ou des pompes d'injection, du type décrit plus haut ou de tout autre par un canal 58, et, d'autre part, avec l'intérieur du cylindre 51 par un ca- nal 59, muni d'un clapet 60.
Le cylindre 51 communique, en outre, par un orifice 61, avec le canal d'admission 62 en communication avec le réservoir de carburant.
Dans le cylindre 51 se déplace un piston 63, com- mandé par exemple de'la même manière que les pompes d'injection, par un collier d'excentrique 64.
Le fonctionnement est le suivant : En supposant que le plateau 54 soit repoussé par le ressort 55, au bas de sa course, le piston 63 refoule le carburant.par le canal 59 et le clapet 60, dans la chambre 57. Le carburant se rend de cette chambre à la ou aux pompes d'injection.
Si le débit de la ou des pompes est inférieur à celui de la pompe, de pré-compression, le carburant restant dans la chambre 57 soulève le plateau 54, en comprimant le res- sort 56. Dans ce mouvement, l'orifice 61 d'admission est soulevé, ce qui réduit la course utile du piston 63, A la limite, représentée au dessin, le piston aspire et refoule en permanence dans l'admission par l'orifice 61.
Le réglage de la pression du carburant dans la chambre 57 est obtenu par un choix approprié du ressort 56, Un canal 65 permet de conduire les fuites an réservoir de carburant.
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Naturellement, l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits, qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple, tels que le choix des matériaux et des dispositions des joints. Un réservoir avec ou sans soupape de décharge pourra être disposé entre la pompe de pré-compression et la ou les pompes d'injection, ce qui pourrait permettre l'emploi de pompes simples de pré-compression. On pourra adjoindre également tous systè- mes de régulateur. La pompe'de pré-compression pourra former un seul bloc avec la ou les pompes d'injection.
La figure 7 représente schématiquement la dispo- sition particulière des pièces de constitution de la pompe d'injection dans laquelle, d'une part, le cylindre 1 et le logement de la soupape de décharge 9, ainsi que de sa tige de levée 10, sont perforés dans le même bloc de métal 2, Ceci a pour avantage de n'avoir aucun joint d'où aucune fuite possible entre ces deux organes, le liquide inclus étant soumis lors de l'injection à de fortes pressions.
D'autre part, ce bloc 2 est, de préférence, main- tenu en place dans le bâti 27 comme logerait la clé d'un robinet, c'est-à-dire avec portée conique 71. Une culasse 68 serrée sur le bloc 2 au moyen de l'écrou 69,comportera la chambre à ressort 7 ainsi que le siège et la soupape 12 de refoulement du liquide qui sera injecté au moteur; en s'écoulant par l'orifice 15.
Le fonctionnement de cette pompe est le même que celui décrit . p r é c é d e m m e n t, et il n'est pas nécessaire de le reproduire à nouveau.
En se référant maintenant à la figure 8, qui est relative à la pompe de pré-oompression :
Dans le bâti 27 sont ménagés deux cylindres 52 et 55, Dans le cylindre 52 se meut le piston compresseur 63 mû, par exemple, au moyen du colliar d'excentrique ou
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bielle 64, d'un excentrique ou maneton 18 monté sur l'arbre 19. pouvant être l'arbre de toutes les pompes d'injection.
Ce piston aspire, au bas/de sa course, après avoir fait le vide durant sa course descendante, le liquide combustible, par l'orifice 62,la gorge 67 circulaire autour du piston de l'accumulateur et le canal 61. Durant sa course ascen- dante le piston 63 refoule le liquide par le clapet 60 dans le canal 58, Le clapet 60 est maintenu sur son siège au moyen du ressort 66.
Le liquide refoulé vient, par le canal 59, dans la chambre d'accumulation 57 du cylindre 55 et refoule vers le bas le piston 54, malgré l'effort du ressort 56.
Ceressort est calculé pour maintenir dans la chambre 57 la compression du liquide à une valeur suffisante, assez im- portante pour obtenir le remplissage impératif et parfait des pompes d'injection sans cavitation ni dissociation des gaz inclus dans le liquide et ceci même aux grandes vites- ses,comme il est prévu p l u s h a U T . Le liqui- de sous pression ira, par le canal 58, aux pompes d'injec- tion,
L'automaticité du débit de la pompe de pré-compres- sion, est obtenue par le déplacement du piston 54 de l'ac- oumulateur dont la gorge circulaire 67, servant de passage à l'aspiration, s'éclipse des orifices 61 et 62 au fur et à mesure que la chambre 57 d'accumulation se remplit jus- qu'à venir obturer complètement l'aspiration lorsqu'elle est remplie, c'est-à-dire à la position indiquée au dessin, fig. 7.
Au moment du départ, il est désirable, comme ex- pliqué précédemment, d'augmenter la pression créée par la pompe de pré-compression. A cet effet, on utilise une came 72, montée sur un axe 73, que l'on peut faire tourner de l'extérieur, Dans la position représentée, la came bute en
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74 sur le bâti, et empêche toute descente du piston 75 suppor- tant le ressort 56. Le piston 75 forme ainsi butée pour le dit ressort, et se trouve en position normale de fonctionnement.
Mais, au départ, on fait tourner la came 72 dans le sens de la flèche 76, ce qui soulève le piston 75. Celui-ci vient alors porter contre le piston 54 et le maintient impérative- ment à la position où les orifices 61 et 62 communiquent li- brement, le jeu de régulation du piston 54 étant entièrement empêohé, selon le caractère fonctionnel de cette partie de l'invention.
Le dispositif injeoteur représenté par la fig.10 se compose d'un corps cylindrique extérieur 77 dont l'extrémité est rétreinte en 78 pour former une ouverture de plus petit diamètre 79. A l'intérieur de l'alésage du cylindre creux 77 on force un autre cylindre 80 pourvu de rainures latérales 81, de toute forme appropriée, qui débouchent dans une gorge su- périeure 82. Cette gorge est en communication avec la partie creuse 83 par des canaux 84. Uhe garniture plastique 85 est interposée entre l'extrémité du cylindre 80 et celle du cylin- dre 77, de manière à assurer une parfaite étanchéité. L'aiguil- le d'injection 86 est disposée à l'intérieur du cylindre 80.
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