BE401005A - - Google Patents

Description

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    Moteur à combustion interne à injection, à allumage séparé et à étranglement d a r,   
Dans les moteurs à combustion interne à injec- tion de combustible et allumage séparé, il est svantageux d'étrangler l'arrivés non seulement du combustible, mais aussi de   l'air   dans la zone de charge au-dessous de la pleine charge, pour provoquer sûrement l'allumage de peti- tes charges de combustible.   On   applique parfois aussi 1'   étranglement   de l'air aux petites charges dans les moteurs 

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 à allumage automatique du combustible (moteurs Diesel). 



     Inapplication   du procédé   à   étranglement exige non seulement un étranglement relativement grand de l'air   au±   très pe- tites charges, par exemple pour la marche à vide, mais en- core le maintien aussi précis que possible de la quantité d'air introduite pour chaque charge de   combustible.   Or, plus l'étranglement est grand, plus la combustion est faci-   lement   dérangée déjà par de petits écarts par   ràpport   à la quantité d'air voulue.

   En effet, bien que les   écarts,   considérés dans leur grandeur absolue, puissent parattre petits, ils provoquent cependant des variations   considé-   rables du rapport entre les éléments de la charge.   0'est   surtout lorsqu'il s'agit de moteurs dont la charge varie   fréquemment   et rapidement, par exemple de moteurs de véhi- cules, qu'il est difficile de faire arriver la quantité d'air   voulue   dans toutes les conditions de marche.

   Des   in-   fluences extérieures, telles que les changements de   condi-   tions   atmosphériques,   les fuites sur les soupapes à air, l'inégalité de la répartition de la quantité d'air aspirée dans les divers cylindres, ou enàore des variations de char- ge se produisant   sous     farme   de chocs, et bien d'autres, provoquent très facilement des perturbations dans l'arrivée de l'air et par conséquent dans la composition du mélange. 



  Lorsque l'étranglement est grand et lorsque la soupape dtas- piration s'ouvre, la pression qui règne dans la chambre de combustion est par exemple la pression atmosphérique ou une pression un peu plus forte. En conséquence, des gaz d'é- chappement entrent dans la conduite d'aspiration,   jusqu'à.   ce que l'équilibre de pression se soit établi. Ensuite le courant de gaz s'inverse et passe dans les cylindres. Dans ces conditions, il peut arriver facilement que certains cylindres 

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 cylindres reçoivent principalement des gaz d'échappement, et que d'autres cylindres ne reçoivent que de   l'air   frais. 



   Il est évident qu'en pareil cas on sort des limites entre lesquelles on peut compter sur une combustion parfaite de la charge dans les cylindres. 



   Tous les inconvénients de la trop grande sensibi- lité du mode actuel de fonctionnement sont évités dans le moteur conforme à   l'invention.   



   L'invention consiste à munir d'un dispositif de réglage de l'étranglement de l'air les moteurs à combustion interne dans la. chambre de combustion desquels du oombusti- ble est injecté, l'action de ce dispositif étant telle qu' elle produise dans la zone supérieure de charge une varia- tion de la quantité de combustible injectée dans chaque cylindre, mais qu'elle ait pour effet, dans la zone   infé-   rieure de charge, en particulier pour la marche à vide, de supprimer l'arrivée du combustible à une partie des   cylin-   dres, par exemple à la moitié.

   A l'aide de ce dispositif de réglage de l'étranglement, un vide considérablement moindre est suffisant pour les cylindres qui restent en action après cette suppression, parce que la puissance plus grande que ces cylindres doivent produire est obtenue en premier lieu, conformément à l'invention, par un renforce- ment de leur charge d'air. Alors qu'il y avait   jusqu'ici,   dans la marche à vide, un manque   d'air     relativement   grand, pour assurer une marche stable du moteur avec la quantité minime de combustible, actuellement, avec le réglage de l'étranglement conformément à l'invention, le vide pour la marche à vide doit être d'environ 15 à 20% plus petit. 



  Quand à la quantité dont le vide peut être réduit, elle dépend de plusieurs circonstances, sur lesquelles agissent, principalement 

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 principalement le nombre des cylindres mis hors   d'action,   et aussi la forme des chambres de combustion, la nature du combustible et maints autres facteurs. Toutefois on peut dire, en règle générale, que   le   rapport existant entre la quantité d'air et la   quantité   de combustible au moment de la mise hors d'action est maintenu pour les cylindres restant en action. 



   Conformément à l'invention, la mise hors tion a lieu de préférence automatiquement en fonction de l'organe qui règle l'arrivée de l'air et qui agit directe- ment ou indirectement sur le dispositif de mise hors d'ac- tion. Les dispositifs sont de préférence tels que la mise hors d'action des cylindres du moteur ait lieu par inter- ruption du refoulement de leurs pompes à combustible. Le dispositif de mise hors d'action peut être accouplé mécani- quement ou électriquement avec le régulateur d'air, ou bien il peut aussi être actionné directement par la pression ré- gnant dans la conduite d'aspiration, au moyen d'air compri- mé ou de dispositifs hydraulique s.

   On a   trouvé   qu'une so- lution particulièrement avantageuse de ce problème   oonsis-   te à actionner un contact faisant passer du courant! dans ni% aimant qui agit sur le dispositif de mise hors   d'action.   



  On peut provoquer ainsi une interruption très rapide de l'arrivée du combustible sans dépense de force, 
Les avantages des dispositifs conformes à l'in- vention et servant à mettre en pratique le procédé en ques- tion résident particulièrement dans leur simplicité, leur bas prix, leur efficacité et la sûreté parfaite de leur fonctionnement. 



   A titre d'explications complémentaires, on décri- ra quelques exemples de réalisation de dispositifs appliqués à 

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 à des moteurs à injection à basse pression à allumage sé- paré,pour lesquels le procède conforme à l'invention est utile et important. 



   Fig. 1 est une vue, partie en élévation et par- tie en coupe, d'un moteur avec sa pompe à combustible et son dispositif régulateur pour un réglage effectué d'après la pression régnant dans la conduite d'aspiration, 
Fig. 2 à 4 sont des vues de variantes d'une partie du dispositif régulateur de Fig. 1, 
Fig. 5 est une vue d'un moteur et de sa pompe à combustible, auxquels le procédé conforme à l'invention est appliqué à l'aide d'un dispositif à leviers. 



   Les dispositifs en question conviennent particu- librement bien pour des moteurs de véhicules tels que des omnibus. 
 EMI5.1 
 



  En zalig. 1 et 5, 1 est le moteur po1ycylindriCtue, 2 l'arbre-manivelle,. 3 la pompe   polycylindrique     d'injec-   tion du combustible, 4 l'arbre à cames de la pompe, arbre qui est entraîné par 1'arbre-manivelle du moteur, 5 la tu- bulure d'aspiration d'air, 6 le papillon d'étranglement de   l'air,   papillon qui est relié par une biellette 7, 44 à la pédale 38 qui se trouve à portée du conducteur.

   La pompe à combustible 3 est constituée par un corps de pom- pe en plusieurs pièces, dont la partie inférieure, qui contient l'arbre à cames 4, est fixée sur les parois du carter du moteur, Dans la partie 8   (Fig.   1), de la pompe à combustible, le piston 9 de la pompe, piston qui. est mu- ni   d'un   ressort de rappel, rencontre le poussoir 10, qui est actionné par   l'arbre 4   cames 4, Le réglage de la quantité injectée est effectué du fait que la course d' aspiration du piston 9 de la pompe, course que ce piston effectue 

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 effectue sous 1 taction de son ressort de rappel, est limi- tée suivant la charge au moyen de butées appropriées.

   A cet effet, un arbre 11 portant des douilles 12 munies de butées pour le piston de la pompe est monté dans le corps de pompe près du piston de la pompe. Les douilles 12 sont fixées de façon appropriée sur l'arbre 11, et il est avan- tageux de maintenir chaque douille en position sur l'arbre au moyen d'un ressort de   faqon   telle qu'il y ait, entre ltarbre 11 et les douilles 12 une liaison élastique oapa- ble d'empêcher le refoulement du combustible à un moment intempestif. Les détails de cette construction n'ont pas été représentés ici, étant sans importance pour l'expli- cation de   l'invention.     L'arbre   11 porte le levier 13, qui est relié à un dispositif de réglage de la quantité d'injection en fonction de la pression régnant dans la conduite d'aspiration d'air 14 du moteur 1.

   Ce disposi- tif est constitué par le bâti 15 et par le piston 16, qui est chargé par un ressort et qui orée dans le bâti 15 une chambre 19 commniquant par   l'ouverture   18 avec   l'air   li- bre, et une   chambre   21 exposée par l'ouverture 20 à la pression d'aspiration. Les mouvements que le piston 16 effectue à chaque variation de la différence de pression entre les chambres 19 et 21 sont transmis au levier 13   à   l'aide de la tige de   pi st on   22. Plus l'arrivée de   l'air   à la conduite d'aspiration 14 est étranglée par le papil- lon 6, plus la pression atmosphérique qui règne dans la chambre 19 repousse le piston 16 vers le bas, de façon que le levier 13, l'arbre 11 et les douilles 12 effectuent un mouvement dextrorsum.

   Ceci a pour effetde déplacer les butées qui se trouvent sur les douilles 12 et qui- servent pour les pistons de pompe 9, ce déplacement étant tel 

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 tel que la course d'aspiration et par conséquent la   quan-   tité injectée soient plus petites qu'auparavant. 



   Chaque pompe refoule du combustible à travers des soupapes de refoulement montées dans la partie supé- rieure du corps de pompe et à travers une conduite de re- foulement   23   dans le gicleur d'injection correspondant 24, monté dans la chambre de combustion du cylindre du moteur. 



  Du combustible frais destiné à être aspiré par les pistons 9 et venant d'un réservoir à combustible arrive, par   exem-   ple sous l'aotion de la gravité ou refoulé par une pompe préalable, dans la partie supérieure 25 de la pompe à com-   bustible   3 par la conduite 26. 



   Dans la partie inférieure de la pompe à   combus-   tible,en face de l'arbre 11, est monté un deuxième arbre 27 sur lequel se trouvent également des douilles 28   compor-   tant des butées pour les pistons de la pompe, et auquel est fixé le levier 29. Toutefois, alors que l'arbre 11 porte autant de douilles qu'il y a de pompes à   combusti-   ble, soit six douilles pour un moteur à six cylindres, l'arbre 27 ne porte qu'autant de douilles qu'il y a de peme pes à combustible à mettre hors   diction,   pour arrêter par exemple le refoulement de trois pompes etpar conséquent le fonctionnement de trois cylindres du moteur lorsque la charge est petite et notamment pour la marche à vide.

   - 
Le levier 29 est relié à   1'électro-aimant   36 dont la ligne d'excitation est reliée d'une part à une source de courant, par exemple à la batterie d'accumula- teurs 30, et d'autre part, à un contact électrique 31, 32. 



  Ce contact de ferme dès que la dépression régnant dans la conduite d'aspiration d'air 14 a atteint une valeur déter- minée; il a une forme telle que, dans une chambre latérale 
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35 reliée à la tubulure d'aspiration 5, l'une, 32, des ti- ges de contact soit mobile et comporte une pièce d'étan- chéité, telle que le cuir embouti 33, ainsi qu'un ressort de rappel 34, tandis que l'autre broche est fixée dans   la.   paroi du bâti en face de la première.

   La pression qui règne au-dessus du cuir embouti 33 est la pression atmos- phérique, et celle qui règne an-dessous est la pression de la conduite d'aspiration   d'air.   Dès que la dépression produite à l'aide dn papillon 6 a atteint une valeur dé- terminée, la broche 32, repoussée par la surpression at- mosphérique dans la chambre latérale 35, vient en contact avec la broche inférieure 31. A ce moment, le circuit de la batterie 30 se ferme, l'électro-aimant 36 est excité et son noyau   37   abaisse le levier 29 en surmontant la force du ressort de rappel 29a.

   Ceci a pour effet de faire tour- ner sinistrorsum l'arbre 27 et les douilles 28 ainsi que les butées pour trois pistons de pompe, jusqu'à ce que la course d'aspiration des pompes à arrêter devienne nulle ou tout au moins que ces pistons de pompe ne viennent plus jusque dans la zone d'action des poussoirs 10. 



   Au lieu   d'être   actionné par la dépression, le contact 31, 32 pourrait l'être aussi mécaniquement, la broche de contact 32 étant solidaire du papillon 6,   corne   ltindique Fig. 2. Dès que le papillon vient occuper une position de fermeture déterminée, correspondant à une faible charge du moteur, les broches 31 et 32 se rencon- trent, ce qui fait que l'aimant 36 est excité et qu'il arrête une partie des pompes à combustible. Le contact pourrait aussi être actionné par un régulateur automati- que, par une pédale actionnant le papillon ou par un antre. dispositif 

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 dispositif approprié. 



     Si     l'on   veut éviter le dispositif électrique pour la mise hors diction, on peut utiliser par exemple un servo-moteur à piston actionné par la dépression, comme celui que représente   Fig.   3, Sur le levier 29, retenu par le ressort 29a, repose le   piston   71, qui est chargé par un ressort et dont la face supérieure est soumise à l'ac- tion de la pression atmosphérique. La face inférieure du piston est reliée par la conduite   72   et par l'intermédiai- re de la soupape 73, à la conduite d'aspiration 14 en ar- rière du papillon 6.

   Lorsque la dépression qui règne dans la conduite 14 est assez grande, la soupape 73   s'ouvre   de la même façon que la tige de contact 32 (Fig. 1) se meut vers la tige 31, La conduite 72 transmet ainsi   la   dépression régnant à l'intérieur de la chambre 35 à la fa- ce inférieure du piston   71,   que la pression atmosphérique déplaoe maintenant vers le bas et qui imprime un mouvement sinistrorsum au levier   29.   De cette façon, la mise hors d'action peut aussi étre obtenue sûrement et rapidement. 



   Fig. 4 est une vue d'un autre mode de réalisa- tion particulièrement avantageux pour le contact 31; 32 de Fig. 1. La tige de contact 31 est montée isolée et immobile dans la partie inférieure du bâti de contact   re-   lié à la tubulure 5 d'aspiration   d'air.   La tige de con- tact 32 porte les deux plaques 51 et 52 entre lesquelles se trouve la membrane 33, Le ressort de rappel 34, dont la tension peut être réglée au moyen de la via 53, tend à mettre la tige 32 hors de contact avec la tige   31, Pour   que le dispositif de contact maintienne le contact établi suivant la pression régnant dans la conduite d'aspiration, et pour qu'il ne soit pas soumis à l'influence de petites varitaions 

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 variations de la pression de l'air ou d'autres perturbations,

   on donne an ressort 34 une tension telle qu'une pression at- mosphérique déterminée, agissant principalement sur la sur- face annulaire désignée par 54, abaisse la tige 32 et pro- voque son contact avec la tige 31. Dès que la tige 32 st est un peu déplacée vers le bas, la surface sur laquelle agit la pression atmosphérique effective s'augmente de la surface annulaire 55. Ce résultat est dû à ce qu'il se pro- duit au-dessus de la plaque 51, à l'aide de l'anneau 56 et des perforations 58, 59 pratiquées dans les plaques 51, 
52.une cavité 60 exposée à la pression dtaspiration dans la position supérieure de la tige 32, et à la pression atmos- phérique dans la position inférieure de cette tige, 
Fig. 5 représente une solution entièrement méca- nique pour un dispositif pour la mise en pratique du procé- dé conforme à l'invention.

   Les pièces concordant avec cel- les de Fig. 1 ont reçu les mêmes numéros de   référeme.   La pédale 38 actionne, par l'intermédiaire d'un   leqier   et d'une bielle 39 le levier à deux bras 40, 41, dont le bras 4 est relié par des bielles et des leviers au papillon à air, au dispositif de réglage principal de la pompe, à combustible et au dispositif de réglage de la mise hors d'action. Les tiges 42 et 43 reliées au levier 41 aboutissent au levier 44 sur le,papidon 6 et au levier 45 sur l'arbre de réglage principal 11 de la pompe à combustible 3. La languette 46 du bras 41   rencontre   le levier à deux bras 47 dont part une tige 48 qui aboutit an levier 49 sur l'arbre de réglage 27 de la mise hors d'action, arbre qui se trouve sur la pom- pe 3.

   Ce levier 47 est maintenu, par un ressort ou un dis- positif analogue, non représenté, en contact constant avec   la   languette 46 du levier 41. 



   Pour assurer un minimum d'arrivée d'air aux cylindres 

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 cylindres   qui   continuent à fonctionner, on peut munir le papillon   à   air 6 d'un dispositif d'arrêt   empêchait   l'cuver- ture à étranglement de se fermer complètement,   Un   autre moyen consisterait à monter une soupape auxiliaire à air à un endr.oit approprié. 



   Le fonctionnement des dispositifs représentés en   Fig. 1   à 5 est brièvement le suivant. Lorsque le diapo- sitif de réglage de la marche du moteur, par exemple la pédale 38 en Fig, 5, provoque une réduction de l'arrivée du combustible, le papillon 6 se ferme et l'arrivée de l'air diminue.

   Plus la pression baisse dans la conduite d'aspiration d'air, plus le dispositif de réglage monté dans le bâti 15 (Fig, 1) ou l'ensemble de leviers 40, 41, 42   (Fig.   5) réduit l'arrivée du combustible au moteur, la coursed'aspiration du piston de   la   pompe à combustible devenant de plus en plus petite, Le réglage à papillon agit donc, dans la zone supérieure de charge, exclusive- ment en vue de provoquer une variation uniforme de l'arri- vée du combustible à tous les cylindres du moteur, Si la. charge .baisse encore davantage, il faut renforcer   l'étran-   glement de l'air,   c'est-à-dire   fermer le papillon 6 enco- re davantage.

   Des que le papillon 6 a atteint une   posi-   tion déterminée, ou que le vide régnant dans la conduite 14 a atteint une valeur déterminée, le dispositif de mise hors d'action est actionné par exemple   électriquement,   comme en Fig. 1 et 2, ou mécaniquement, comme en   Fig.   5, et trois cylindres par exemple sont mis hors   d'action.   



  Lorsque le dispositif de réglage ouvre de nouveau le pa- pillon, et que le vide diminue dans la conduite   d'aspira-   tion, le dispositif de mise hors   d'action     s'arrête,   soit par suite de l'interruption du   circuit   de 1'électro-aimant, soit 

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 soit par la libération mécanique du levier 49 sur l'arbre de mise hors d'action 27 en Fig. 5. 



   Pour l'application du procédé conforme à   l'in-   vention, on pourrait encore imaginer plusieurs autres dis- positifs assurant ce résultat de façon parfaite, Entre la solution purement mécanique (Fig. 5), dans laquelle la pédale 38 est reliée par des bielles et des leviers au ré- gulateur principal de la pompe à combustible, au papillon et au régulateur de mise hors d'action, et la solution comportant un dispositif actionné par la dépression, comme en Fig. 1, il y a des solutions intermédiaires dans les- quelles, par exemple, la pédale n'est reliée qu'au régula- teur principal de la pompe à combustible et au papillon à air, tandis que le régulateur de mise hors d'action est actionné par la dépression. Fig. 2 est une vue d'une au- tre solution intermédiaire.

   L'application du réglage   @  suivant l'invention n'est pas limitée non plus aux types de pompes à combustible représentés dans les fi- gures; au contraire, on peut utiliser toute pompe à com- bustible comportant un dispositif de mise hors d'action d'une partie des cylindres de la pompe. '   REVENDICATIONS   
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Claims (1)

1. Moteur polyoylindrique à combustion interne, ' à injection du combustible et étranglement de l'air au- dessous de la pleine charge, caractérisé en ce que l'étran- glement de l'air a pour but, dans la zone supérieure de charge du moteur, de faire varier la quantité de combusti- ble injectée dans chaque cylindre, et, dans la zone infé- ' rieure de charge, en particulier dans la marche à vide, de ; , couper ; <Desc/Clms Page number 13> couper l'arrivée du combustible à un certain nombre, par exemple la moitié, des cylindres du moteur, 2.

Moteur suivant la revendication 1, oaracté- risé en ce que l'arrét de l'arrivée du combustible à. un certain nombre de cylindres du moteur est effectué par 1' organe qui règle l'arrivée de l'air, 3, Moteur suivant les revendications 1 et 2, comportant une pompe d'injection de combustible pour cha- que cylindre, caractérisé en ce qu'un dispositif régula- teur de l'arrivée d'air (papillon 4 air) est accoupla avec un dispositif régulateur de la quantité injectée par les pompes, de telle sorte que, dans Une position détermi- née du dispositif régulateur d'air, le dispositif régula- teur des pompes/est manoeuvré de façon à interrompre l'ar- rivée du combustible à un certain nombre de pompes d'in- jection, par exemple à la moitié, 4,

Moteur suivant la revendication 3, caracté- risé en ce qu'un dispositif actionné par la pression ré- gnant momentanément dans la conduite d'aspiration d'air du moteur coupe, pour un vide déterminé, le refoulement de combustible d'un certain nombre, la moitié par exemple, des pompes d'injection.

5, Dispositif pour moteurs suivant les reven dications 3 ou 4, caractérisé en ce que le dispositif ré- gulateur de la quantité injectée (par exemple un régule,- teur de course pour la ou les pompes) est constitué par deux parties distinctes dont l'une sert pour.le réglage ordinaire de la course des pompes, tandis que l'autre sert pour le réglage de la mise hors d'action, 6.

Dispositif suivant la revendication 5, oa- ractiérisé en ce que le dispositif régulateur de la quanti- té <Desc/Clms Page number 14> té d'injection comporte deux arbres (11, 27) munis de dis- positifs limiteurs de course et montés dans le bâti des pompes à combustible de chaque côté des extrémités exté- rieures des pistons de pompes, l'un de ces arbres (11) ser- vant au réglage ordinaire de la course d'aspiration, tan- dis que l'autre est relié à un papillon à air, de facon à couper, sois Inaction du papillon à air, le refoulement d'un certain nombre, la moitié par exemple, des pompes , d'injection.

7. Dispositif suivant la revendication 5, ca- raotérisé en ce que le dispositif régulateur de mise hors d'action est actionné par un dispositif de contact élec- trique dépendant de l'étranglement de l'air et dont une tige de contact est déplacée par un vide déterminé régnant dans la conduite d'aspiration d'air et comporte un amor- tisseur servant à empêcher les mouvements pendulaires dans la position de fermeture (Fig. 4).

8. Dispositif suivant la revendication 7, carac- térisé en ce que le dispositif amortisseur est constitué par une chambre exposée, lorsque les contacts sont ouverts, à la pression régnant dans la conduite d'aspiration et, dans la position de fermture, à la pression atmosphérique effective (Fig. 4).

9. Dispositif pour moteurs suivant les revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce qu'un dispositif servant à actionner un papillon à air (pédale 38) est relié par un dispositif à leviers (39 à 42,45) au régulateur de course d'aspiration (11) d'une pompe à. injection (3) et par un dispositif supplémentire à leviers (47 à 49) au régulateur de mise hors d'action (27) de cette pompe à in- jection, cette liaison étant telle que, dans la zone supé- rieure , <Desc/Clms Page number 15> rieure de charge, la manoeuvre de la pédale (38) Vagisse par l'intermédiaire d'un dispositif 4 leviers (39 à 42, 45), que sur le régulateur de la course d'aspiration, tan- dis que, la pédale (38)

se trouvant dans la position de marche à vide, un dispositif d'entraînement (bielle d'en- traînement 48) actionne le dispositif supplémentaire à leviers (47 à 49) qui agit de facon à mettre hors d'action un certain nombre, la moitié par exemple, des pompes à injection refoulant le combustible (fig. 5).

10, Dispositif pour moteurs suivant les revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que le papillon à air comporte un dispositif d'arrêt ou qu'une soupape auxiliai- re à air est ménagée, dans le but d'assurer un minimum d'arrivée d'air au moteur, R E S U M E Un moteur polyaylindrique à combustion interge, à injection du combustible, à réglage par étranglement, de l'air, dans lequel l'étranglement de l'air, d'une part, fait varier la quantité de combustible injecté dans che- que cylindre et, d'autre part, coupe l'arrivée du combus- tible à un certain hombre de cylindres du moteur.