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Dispositif de réglage pour moteurs Diesel sur véhicules.
La présente invention a pour objet un dispositif de réglage pour moteursDiesel montéssur véhicules, etgrâce auquel il est possible de régler les diverses quantités maxima de combustible à admettre en rapport avec la vitesse de rotation du moteur.
Dans les moteurs Diesel à quatre temps à grande vitesse, notamment dans les moteurs appliqués aux véhicules, la quantité d'air aspirée dans lecylindre varie selon le nombre de tours, elle diminue pour une vitesse de rotation élevée. Elle diminue également lorsque le moteur tourne à très faible vitesse, en raison des pertes dues à la perméabilité des segments de piston.
Jusqu' à cejour on a arrêté la quantité maxima de combustible à admettre pour tous les régimes de marche, selon la quantité maxima de combustible nécessaire pour assurer la marche au régime maxima, ce que l'on obtenait par l'entremise d'une butée dont on munissait 1 a timonerie de réglage. tant donné que le moteur aspire plus d'air pour tourner à
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un nombre de tours moyen et faible que pour tourner à un nombre de tours élevé, il arrive que, pour ce régime moyen, on injecte trop peu de combustible dans le moteur. Si dans ce cas on augmente la quantité maxima de combustible, le moment de rotation et le rendement du moteur augmentent de même. Une augmentation du moment de rotation maxima du moteur se fait favorablement remarquer dans ce cas pour cette marche au régime faible et augmente l'élasticité du moteur.
Si, inversement on réglait l'injection du combustible à la quantité maxima possible pour la marche au régime moyen et que ce réglage soit conservé constant pour tous les régimes de marche, on injecterait,pour le régime élevé, une quantité de combustible trop importante par rapport à la quantité d'air diminuée aspirée par le moteur à ce régime et l'on obtiendrait une marche défectueuse avec production de fumée.
Afin d'obtenir un rendement élevé à tous les régimes de marche, on veillera donc à injecter dans le cylindre le combustible correspondant à la quantité d'air admise. Suivant l'invention on obtient ce résultat par le fait que la position de l' organe réglant la quantité de combustible débitée est influencée par un dispositif dépendant de la vitesse de rotation du moteur et agissant en plus du régulateur de quantité courant à fonctionnement automatique (régulateur du nombre de tours) ; lequel dispositif, nommé en premier lieu, règle la quantité maxima du combustible variant suivant les différents régimes du moteur, ce dispositif pouvant être aménagé séparément du régulateur du nombre de tours ou en combinaison avec celui-ci.
Le réglage desdifférentes charges, c'est-à-dire le réglage du rendement à une vitesse de rotation déterminée se fait dans ce cas à la main ou à l'aide d'un régulateur centrifuge, alors que l'on utilise un régulateur spécial pour le réglage de la quantité maxima possible de combustible à admettre.
Le moment de rotation du moteur dépend entièrement de cette quantité maxima possible de combustible injectée. En déterminant la quantité maxima possible de combustible susceptible d'être in-
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jectée on est donc à même de faire varier à volonté le diagramme du moment de rotation du moteur.
La variation de la quantité maxima de combustible susceptible d'être injectée n'a pas seulement une importance pour les moteurs Diesel à quatre temps, mais encore pour ceux à deux temps, parce que là aussi, lors du balayage, le remplissage du cylindre avec l'air frais varie en dépendance avec le nombre de tours.
Fig. 1 et 2 montrent un mode de réglage de la quantité maxima de combustible susceptible d'être injectée l'admission de la quantité de combustible étant déterminée par une came ; Fig.3 à 5 montrent une méthode de réglage dans laquelle la modification du nombre de tours et du rendement s'effectuent par la variation de la tension d'un ressort tandisque la variation de la quantité maxima du combustible susceptible d'être injectée s'opère par l'entremise d'un ressort additionnel ;
Fig.6 à 8 montrent deux formes d'exécution de régulateurs destinés à régler la vitesse de marche à vide et la vitesse maxima d'un moteur, et dans lesquelsla variation de la quantité maxima du combustible injecté est effectuée par l'intermédiaire d'un ressort supplémentaire ;
Fig.9 à il représentent une dernière forme d'exécution de l'objet de l'invention se référant à un régul ateur à vide et un régulateur définitif en combinaison avec un régulateur automatique de l'admission maxima du combustible. Fig.9 montre la position du régulateur pendant la marche à vide.
Fig.10 la montre lors d'une vitesse de rotation moyenne et Fig.11 lors d'une vitesse maximum ;
Fig.12 représente à l'appui d'un diagramme les signes extérieurs du déplacement du manchon de réglage d'un régulateur suivant les fig.9-11.
Dans la fig.l, a désigne la pompe à combustible, dont le débit de combustible est réglépar la tige b. Le déplacement vers la droite de cette tige correspond à la pleine charge, son déplace ment vers ]a gauche à la marche à vide. La tige b peut être déplacée soit à la main, soit par un régulateur centrifuge. Dans la
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fig. 1 la tige de réglage b peut être animée d'un mouvement de va et vient soit par le levier à main c, soit par le régulateur d ; dans ce cas celui-ci règle à l'instar du régulateur courant "Bosch" soit le nombre de tours à vide, soit le nombre de tours maximum.
La tige b s'appuie du côté droit contre la came e. La position oc- cupée sur le dessin correspond à la quantité maxima d'injection. La came e est mue de haut en bas et vice versa par la tige f, ce qui s'opère dans l' occurence par un régulateur centrifuge spécial g.
Lors d'une grande vitesse de rotation du moteur, donc dans le cas où le manchon du dit régulateur g se déplace verslehaut, la came e se déplace dans le même sens; et telle qu'elle est représentée réduit alors la quantité maxima de combustible injectée. Cette quantité décroît également lorsque le moteur tourne à une vitesse tout à fait réduite pendant laquelle le manchon de régl age se dé- place vers le bas, Grâce à la forme de la courbe de la came e il est donc possible de régler la quantité d'injection maxima propor- tionnellement à la quantité d'air admise dans le cylindre. Cette admission de combustible peut cependant aussi être déterminée indé- pendiamment de la quantité d' air de sorte que l'on peut obtenir à volonté n'importe quel développement maximum du moment de rotation du moteur.
Fig.2 montre un aménagement similaire à la fig.l, maissuivant lequel on n'utilise plusun régul ateur centrifuge pour le déplace- ment de la came e, mais un régulateur pneumatique ou hydraulique dans lequel la pression de la pompe à liquide agit sur le piston h.
Celui-ci fait monter et descendre la came e. Lors d'un nombre de révolutions élevé, correspondant à des pressions élevées du liqui- de, le piston est déplacé vers le haut. Dans les moteurs à deux temps, la pression de l'air de balayage peut p, expl. agir directe- ment sur le piston h.
Fig.3 à 12 représentent des formes d'exécution suivant les- quelles le réglage de l'admission maxima du combustible s'effectue par l'intermédiaire d'un court ressort agissant, en combinaison avec le ressort adapté pour la détermination du nombre de tours, sur
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lemanchon de régl age. Dans la fig.3, a désigne la pompe à combustible les masses centrifuges du régulateur déplaçant le manchon k dans un mouvement de va et vient, et 1 le ressort de réglage par l'entremise duquel le nombre de tours peut être déterminé par le levier à main m. En comprimant le ressort 1, on augmente le nombre de tours et on le diminue en le débandant.
Dans les installations actuellement connuesde ce mode de réglage, le ressort 1 s'appuie directement contre le manchon du régulateur,mais dans le présent cas au contraire, le ressort 1 s'appuie contre la rondelle n, arrêtée par l'épaulement o de la tige p du régulateur. Entre cette rondelle n et le manchon k du régulateur se trouve un court res sort q, contre lequel le manchon k est pressé par les masses cen- trifuges is (Lorsque ces dernières s'écartent de leur axe de rotation) elles compriment l'e ressort q de sorte que le manchon k parcoursla petite di st ance s.
pour un f aibl e nombre de toursdu moteur leressort q est peu comprimé, maisil l'est davantage pour une vitesse plus élevée et plus le ressort q est comprimé plus la distance s parcourue par le manchon k augmente ce qui diminue la quantité de combustible injectée. Si le ressort de réglage 1 est réglé par le levier à main pour correspondre p, expl . à 1 a vitesse élevée de 3. 000/minute, lemanchon de réglage k comprime leressort q jusqu' à ce que cette compression corresponde à celle que subit leressort 1 pour leréglage à 3.000 t/m.
En raison du fort bandage du ressort 1, le manchon k commence, seulement lorsque le moteur tourne à 3.000 tours, à comprimer le ressort 1 par l'entremise du ressort q et de la rondelle n et à agir sur l'arrivée du combustible, Ce processus est lisible sur la fig. 4, dans laquelle le nombre de tours est inscrit sur l'horizontale et le chemin s parcouru par le manchon sur la verticale.
En raison de la compression à imposer au ressort q, le manchon de réglage effectue le parcours s1 avant que le nombre de tours atteigne 3.000 et le parcours s avant que lenombre de toursdu moteur ne passe de 3.000 à 3.120 par la compression du ressort 1 et en conformité avec un coefficient d'irrégularité de 4 %. Jusqu'à concurrence de 3.000 tours la pompe
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à combustible est réglée suivant le régime de la pleine charge.
De 3.000 à 3.120 tours des charges partielles se produisent ; au delà de 3.120 la pompe à combustible ne débite plus.
Dans la fig.5 le chemin s du manchon est également représenté en fonction du nombre de tours, le ressort 1 étant moins bandé. De cette façon le réglage est plus bas, c'est-à-dire que la compression du ressort 1 s'opère déjà à 2. 000 tours. Suivant cette figure le manchon de réglage, par compression du ressort q, a parcouru la distance s1 et la distance s2 pour 2.080 tours par compression du ressort 1 - coefficient d'irrégularité 4 %. Jusqu'à concurrence de 2.000 tours la pompe à combustible est réglée suivant la pleine charge, de 2.000 à 2.080 à charge partielle tandis qu'elle est arrêtée au-delà de 2.080. Grâce à l'interposition dans lee montage du court ressort auxiliaire q entre le ressort de réglage proprement dit et le manchon,
il est possible de réduire d'une manière fort simple la quantité maxima de combustible injectée pour une vitesse de rotation élevée du moteur.
Dans les fig.6-8 on représente une méthode de réglage suivant laquelle le régulateur règle le nombre de tours à vide et le nombre de tours maximum du moteur. L1 charge intermédiaire est régl ée à la main ; dans la fig.6, a désigne de nouveau la pompe à combustible, c le levier pour le réglage àla main de la quantité débitée, i les masses centrifuges du régulateur, k le manchon du régulateur. Ce dernier agit également sur la pompe à combustible a. Le nomare de tours à vide est réglé par le ressort r, long et souple, le nombre de tours maximum par le ressort 1. La rondelle n du ressort 1 s'appuie contre l'épaulement o de la tige k du régul ateur. Entre 1 a l'on- àelle n du ressort 1 et le manchon k se trouve le court ressort q.
Dans la position représentée du régulateur du manchon le ressort r pour la marche à vide est déjà comprimé à tel point que le manchon k se place contre le ressort q. Ce dernier est plus court que le ressort r. Jusqu'à 3.000 tours le ressort 1 est bandé plus fortement que leressort q et il n'est pas comprimé avant que le nombre de
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tours n' atteigne cette valeur. Le manchon k parcourt le trajet s1.
Lors d'un nombre de tours croissant la quantité maxima de combusti- blesusceptible d'être injectée est réduite par le dépl acement du manchon k. L'injection de la quantité du combustible exigible pour une charge partielle est effectuée à la main par le levier c, Dans la position dessinée du levier à main c, sa course est limitée pour la pleine charge par une butée t.
Fig.7représente de nouveau le parcours du manchon en dépendan- ce du nombre de tours. Le parcours s0 du manchon correspond au régime de 500 tours et au réglage de la marche à vide, il est déterminé par la compression du ressort r ; de même le parcours s1du manchon se rapporte à la marche à 3.000 tours et à la compression du ressort q et le parcours s2 entre 3.000 et 3.120 tours à la compression du ressort 1, qui règled'ailleurs lenombre de tours maximum.
Fig.8 représente l'organe centrifuge d'un régulateur dans lequel la masse agit par pression directement sur les ressorts de réglage. i désigne la masse centrifuge. Elle est reliée par la tige u à une autre masse placée en face d'elle mais non représentée au dessin. r désigne de nouveau le ressort long et souple pour le réglage de la marche à vide, 1 le ressort pour le réglage du nombre de tours maximum. Entre le ressort 1 et la rondelle v est intercalé le ressort court q. Dans la position dessinée de la masse i le ressort r pour la marche, à vide se trouve déjà comprimé et la masse i s'appuie par l'entremise de la rondelle v contre le ressort q.
Lors d'une augmen- tation du nombre de tours le ressort q est comprimé et ce n'est qu'en atteignant la vitesse de rotation maxima que la masse de réglage i comprime par l'entremise de la rondelle o et du ressort q le ressort 1 réduisant ou arrêtant ainsi le débit de la pompe à combustible.
Suivant la fig.6 on peut par l'intermédiaire du levier c régler pour toute charge partielle le débit de la pompe à combustible.
'Si la pompe à combustible est réglée sur un débit réduit p.expl. de moitié, ce débit partiel est dans ce cas de nouveau diminué
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par la compression du ressort q lorsque le moteur tourne à des vitesses de rotation élevées. On augmente ainsi pour les charges partielles, la souplesse de marche du moteur.
Pour le réglage suivant les fig.3 et 6 le manchon k est mû par le déplacement de va et vient des masses et pressé contre les res- sortà, Dans un mode de réglage hydraulique ou pneumatique dans lequel la compression de l'air ou du liquide est effectuée par une pompe ou une pompe à engrenage et dans lequel cette pression agit sur un piston, ce dernier peut remplacer lemanchon de réglage. L' aménagement des ressorts agissant sur le piston reste tel que le montrent les fig.3 et 6. Lors de vitesses de rotation élevées où la compression de l'air ou du liquide augmente, le ressort de réglage est comprimé par le piston et mû dans le même sens que le manchon du régulateur centrifuge.
La disposition montrée aux fig.3 et 6 assurant le réglage s'applique donc aussi aux régulateurs hydrauliques et pneumatiques.
A l'exception de moteurs à injection dont les cylindrées diminuent pour une vitesse de rotation croissante et qui exigent par conséquent des quantités maxima de combustible décroissantes, il existe encore des moteurs à combustion interne dans lesquels à partir de la vitesse de rotation à vide jusqu'à la vitesse de rotation moyenne et en raison de la vitesse de propagation croissante de l'air et de la pulvérisation plus poussée du combustible, la combus- tion de ce dernier s'améliore, ce qui permet dans ce cas une augmen- tation de la quantité maxima de combustible pratiquement admissible.
Dans les moteurs à soufflerie compensatrice qui, à vitesse de rotation croissante, produisent, en raison des fuites décroissantes aux segments, des pressions croissantes et par conséquent des cylindrées plus conséquentes, il est, à vitesse de rotation croissante, possible d'injecter et de brûler une quantité de combustible maxima également croissante.
En exprimant par un diagramme la quantité de combustible maxima admissible, la courbe démontrerait une croissance constante depuis la valeur minima au régime le plus bas jusqu'à la valeur maxima. au régime le plus élevé,
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liais on peut aussi déterminer la forme de la courbe reproduisant la quantité maxima du combustible injecté en dedans des limites admises par la combustion complète pour une valeur voulue du moment de rotation ou du rendement du moteur.
Ainsi une courbe ascendante et descendante reproduit souvent le processus avant que la quantité de combustible maxima ne soit atteinte, Une partie de la courbe pourrait aussi demeurer horizontale pendant une période déterminée du régime de rotation sans qu'iL y aitvariation dans la quan tité maxima de combustible. La courbe pourrait donc en général se composer de trois éléments, savoir : une partie ascendante, une partie horizontale et une partie descendante et ce dans une suite quelconque. L'un ou l'autre des éléments précités de la courbe pourrait aussi ne pas exister.
Lesfig.9-11 représententun arrangement pour un réglage de ce genre dans lequel l'injection de la quantité maxima de combustible s'effectue pour un régime de rotation croissant selon une courbe déterminée d'avance.
La tige de réglage b de la pompe d'injection a indiquée schématiquement est mue d'une part par le levier c contrôlant l'arrivée du gaz et par sa timonerie, et d' autre part par le manchon k du régulateur représenté, par l'entremise d'un levier à deux bras, ce qui détermine ainsi la quantité du combustible injecté.
Le nombre de tours à vide et le régime de rotation final se règlent de la manière courante par les deux masses centrifuges i se faisant face et dont l'une est représentée en coupe et l'autre dans une vue latérale. Les deux masses transmettent leurs déplacements au manchon de régl age k par l'entremise de leviers coudés w. Le réglage de la marche à vide s'opère par la compression des ressorts r par les masses i.
Afin de pouvoir provoquer, au cours d'une accélération de la marche du moteur, une diminution progressive de la quantité maxima de combustible à injecter et cela à partir d'une valeur déterminée de la vitesse et avant que le régime final ne soit atteint la rondelle v, contre laquelle les masses centrifuges i s'appuient toujours au-delà de la vitesse de rotation correspondant à
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la marche à vide, n'est soumise à l'action du ressort 1 pour le réglage du régime de rotation final, que par l'intermédiaire d'un ressort q placé devant le ressort 1 et qui s'appuie sur la rondelle o, ce que représentent d'une manière similaire les fig.6-8.
A un régime de rotation croissant où le nombre de tours/minute varie entre 2.000 et 3.000, le ressort auxiliaire q agira de la même manière décrite plus haut au sujet des formes d'exécution sus-indiquées.
Suivant la présente invention, les masses centrifuges i et leurs ressorts intérieurs ne peuvent provoquer qu'une diminution de la quantité maxima de combustible injectée lorsque la vitesse de rotation s'accentue et une augmentation dans le cas inverse. Or,les masses centrifuges i ne suffisent plus pour ces réglages de la quantité maxima de combustible lorsque pour une vitesse de rotation croissante et dans des phases déterminées du régime de rotation une quantité maxima de combustible croissante est à injecter. On doit donc recourir à cette fin à d'autres moyens, à effet de réglage contraire.
Pour cette raison, l'axe de rotation du levier d' angle w (fig. 9) n'est pas assujetti d'une manière fixe sur l'axe du régulateur ou dans les éléments qui en font partie, mais dans des masses centri fuges mobiles x. Chacune des masses centrifuges x se faisant face est guidée et peut se déplacer vers l'extérieur grâce à son alésage qui lui permet de glisser sur une tige de guidage fixée sur l'arbre.
Des ressorts puissants y refoulent les masses x vers l'inté rieur contre une butée fixe. Dans une zone déterminée de la courbe de vitesse, p.expl. dans celle comprenant un nombre de révolutions de 400 à 1.500 t/m., les masses centrifuges x se déplacent sur une distance s 1 vers l'extérieur jusqu' 9. ce qu'elles viennent s'appuyer contre les écrous d'arrêt des ressorts, ce que montrent précisément les fig.10 et il. Pendant que les masses x parcourent ce trajet, l'axe de rotation des leviers coudés w se déplace également vers l'extérieur.
Il résulte de ce montage que dans le cas où les points d'articulation z des masses i du premier régulateur ne se déplacent pas, les leviers coudés w exécutent un mouvement de rotation autour de ces tourillons z et provoquent, lors d'un régime de rotation
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croissant, un déplacement du manchon de réglage k vers la gauche et ainsi une augmentation du réglage de la quantité maxima de combustible, Comme la masse des leviers coudés w produit déjà en soi des forces centrifuges qui viennent s'ajouter à celles des masses x, le second régulateur dispose également d'une puissance considérable de réglage.
La liaison des deux régulateurs tient donc au fait qu'ils sont reliés tous les deux au levier coudé commun w, ce régulateur couplé ne possède qu'un seul manchon de réglage.
Fig.9 montre le levier c dans la position correspondant à la pleine charge. Une butée fixe t, désignant cette position du levier c régissant l'arrivée des gaz détermine la position amenée par la coopération de ce levier dans la position susnommée et par le manchon k dans la position dessinée de la marche à vide de la tige de réglage b de la pompe d'injection c par rapport à la quantité maxima admissiblede combustibleau régime de vitesse le plus bas.
En tombant au dessous de la vitesse de régime pendant la marche à vide, normalement le réglage pour la marche à vide entrerait en vigueur et lemanchon se dépl acerait vers la gauche dans la position dessinée ce qui aurait comme suite indésirable une augmentation de la quantité maxima du combustible au-delà de cette quantité admise lors de la position invariable qu'occupe le levier c à pleine charge.
Afin d'empêcher toutefois qu'à la coopération du levier c et du réglage pour la marche à vide, lors d'une position quelconque du levier c, on choisisse par réglage une quantité de com bustible supérieure à la quantité maxima admissible pour le régime de rotation à vide, on utilise suivant la fig.9 un dispositif qui, lors d'une charge croissante et en raison de l'effet de réglage de la marche à vide, est mis hors action par le levier à gaz c vu que le déplacement des masses i est limité vers l'intérieur, par une butée connectée avec le dit levier c.
L'effet actif du régulateur décrit ci-dessus est représenté par la fig.12. La courbe dessinée montre les déplacements du
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manchon de réglage en dépendance de la vitesse de rotation du moteur. Par opposition à ce qui est montré à la fig.7, il se pro duit dans le présent cas, lors d'ur. déplacement du manchon dans le sens de la flèche, une augmentation de la quantité maxima de combustibl e.
A un nombre de tours/minute de : 0-350 la position du manchon ne varie pas de a. - b ; 350 - 40C le manchon revient de b - c, c'est-à-dire lÀ l a posi- tion qu'il occupe lors d'une marche à vide à 400 tours 400 - 1500 la courbe se redresse de c - d. Le déplacement du man- chon fait voir une augmentation progressive de la quan- tité maxima de combustible ; 1500- 2000 la position du manchon ne varie pas de d - e pas plus que la qu an ti té maxima de combustible : 2000 - 3000 le manchon revient de e - f provoquant une réduction processive de la quantité maxima de comoustible ; au-delà de 3.000 le manchon revient rapidement de f zéro, posi- tion atteinte à 3.120 tours.
A cet instant l'injection de combustible cesse.
Grâce à la butée susceptible d'être réglée par l'entremise du levier c et agissant sur les masses, on obtient comme résultat que la courbe de réglage ne s'inscrit pas suivant la ligne c,b,a mais suivant la libne pointillée c, g pour des vitesses de rotation situées a.u-dessous du nombre de tours pour la marche à vide, c'est- à-dire au-dessous de 400 tours/minute, Il est également possible de faire se superposer ou se combiner les phases effectives des vitesses de rotation des deux régulateurs en vue de l'obtention de certaines formes intermédiaires des parties de la courbe représentant la quantité maxima de combustible.
le réglage automatique de la consommation envisagée en fonc tion de la quantité maxima de combustible et en dépendance avec la vitesse de rotation momentanée peut encore être combiné avec un régulateur du nombre de tours, (régulateur de vitesse) ce qu'on réa-
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lise d'une manière similaire avec un régulateur pour la marche à vide ou un régul ateur final.
Les régulateurs utilisés pour les deux modes de réglage peuvent naturellement aussi être aménagés séparément et connectés par un système de tiges permettant leur coopération. Il est encore possiblede f aire agir lesforcescentrifuges par desmassescentra fuges o des efforts de pression par des agents compresseurs avec utilisation de cames ou de doigts sur la tige de réglage de la pompe d'injection afin de réaliser un réglage automatique de la quantité maxima de combustible. Par un choix judicieux des ressorts utilisés dans les dispositifs régulateurs ainsi que des masses centrifuges on est à même de pouvoir déterminer pour le même type de régulateur un débit quelconque de la quantité maxima de combustible en dépendance avec le nombre de tours du moteur.
REVENDICATIONS.
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