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Régulateur de débit de combustible aux moteurs à combustion interne fonctionnant sous pression d'air libre tant constante que variable.
L'invention est relative à un dispositif pour régler le débit de combustible aux moteurs à combustion interne à injection fonctionnant sous une pression d'air libre tant constante que très variable. Le dispositif se compose d'un régulateur pneumatique, actionnant l'organe de commande de débit de l'installation d'injection, dont l'organe régulateur est commandé d'une part par la différence entre la pression pneumatique différentielle agissant sur l'organe régulateur (pression différentielle de la pression atmosphérique au moment considéré et de la pression dans la conduite d'admission
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d'air) et un effort de rappel agissant à l'encontre de la pression différentielle pour toute la gamme des vitesses de rotation, et d'autre part, par un baromètre influencé par la pression atmosphérique.
Quand la pression d'air libre varie, l'effort de commande du régulateur pneumatique change, ainsi que le poids du débit d'air aspiré par les cylindres du moteur.
En agissant sur l'organe de commande de débit de la pompe et, partant, sur le dosage exact du débit de combustible injecté, le régulateur pneumatique doit exécuter sa fonction de manière qu'en cas d'un réglage barométrique du débit de combustible injecté, provoqué par des changements de la pression atmosphérique, il puisse être aidé et non pas contrecarré. Si l'on accouplait le baromètre au régulateur pneumatique et à l'organe de commande de débit de la pompe de manière que, par exemple, le déplacement du baromètre, produit à la suite de changements de la pression d'air libre, ait pour effet un certain changement de l'effort de rappel du régulateur pneumatique, une pression en retour devrait agir sur la capsule barométrique et la détruirait rapidement.
L'invention procure un nouveau moyen de monter le baromètre et le régulateur pneumatique par rapport à l'organe de commande de débit de la pompe d'injection et de compenser les effets indirects et directs des variations de la pression atmosphérique sur le régulateur pneumatique dont les efforts de commande intérieurs, satisfaisant à des conditions de réglage bien déterminées, restent toutefois non influencés par le réglage barométrique; inversement, un déplacement du régulateur pneumatique n'a non plus pour effet aucune transmission de ses efforts de commande au baromètre.
Suivant l'invention, les deux organes réglant le débit de combustible injecté de la pompe d'injection - le @
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baromètre et le régulateur pneumatique - attaquent l'organe de commande de débit de combustible de la pompe d'injection par l'intermédiaire d'organes de transmission, communs aux deux organes précités, qui sont soumis au jeu des forces agissant dans les deux organes, mais qui transmettent les forces agissant dans un organe non pas au jeu des forces agissant dans l'autre, mais toujours uniquement à l'organe de commande de débit de la pompe d'injection.
Les dessins annexés représentent divers exemples d'exécution de l'invention. Dans les dessins:
Fig. 1 est une coupe longitudinale partielle d'une pompe d'injection sur laquelle sont montés un régulateur pneu- matique et un baromètre,
Fig. 2 montre un autre montage, correspondant à la Fig. l, d'une forme d'exécution comportant un organe limitant le déplacement produit par le régulateur,
Fig. 3 montre un exemple d'exécution où les éléments du régulateur sont montés sur la pompe, et
Fig. 4 montre un autre exemple d'exécution.
1 désigne le carter d'une pompe d'injection, 2 l'ar- bre à cames et 3 les pistons de la pompe. Sous l'action de la crémaillère de commande 4 les pistons 3 de la pompe peuvent tourner sur leur axe, ce qui change la position d'une arête de réglage oblique des pistons par rapport à une ouverture de retour et a pour effet de régler la quantité de combustible refoulé par chaque piston. Le combustible à injecter va par le tuyau 5 à la tuyère du moteur à combustion interne non représenté. La crémaillère de commande 4 fait saillie dans un boîtier 6, monté sur la pompe d'injection, qui est ouvert à son extrémité opposée à la pompe et dont le compartiment
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intérieur 6' communique par des ouvertures 11 avec l'air libre.
Dans le boîtier 6 est engagée une douille 9, entourant la cham- bre du régulateur et comportant un fond à une extrémité, qui à son extrémité libre est complètement séparée de l'extérieur par un diaphragme flexible 8, serré entre deux plaques 7, dont la périphérie extérieure est fermement serrée sur une extrémité de la douille 9. Le centre du diaphragme flexible est relié par les plaques 7 à l'extrémité libre de la crémaillère de commande 4. La douille est montée à coulissement dans le boîtier- guide 6 monté sur la pompe d'injection et peut se déplacer d'une pièce avec la crémaillère de commande ou par rapport à celle-ci, et elle peut glisser sur la paroi intérieure du boîtier 6.
La chambre intérieure de la douille est reliée par un tuyau flexible 10 à la partie du tuyau d'aspiration 12 du moteur située en aval du papillon d'étranglement 13. Le tuyau flexible 10, relié solidement à la douille coulissante, traverse une fente 14 du bottier 6 et il est suffisamment long pour pouvoir s'étendre jusqu'à la position de la douille, la plus éloignée du tuyau d'aspiration. Une des extrémités d'un ressort de rappel 15 prend appui sur le fond 16 de la douille 9 et son autre ex- trémité porte contre la plaque intérieure de la paire de plaques 7 qui sont fixées à la crémaillère de commande et qui serrent entre elles le centre du diaphragme 8. Le ressort de rappel tend à repousser la crémaillère de commande de la chambre de réglage et à déplacer ainsi la crémaillère de commande dans le sens de "pleine charge".
A l'extrémité gauche de la douille est relié un support 17 qui porte une butée réglable 18 contre laquelle vient buter la plaque extérieure 7 quand la crémaillère de commande atteint la position de pleine charge.
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Sur la face extérieure du fond 16 de la chambre est aménagé un bossage 19 sur lequel est articulé un levier 20 dont l'articulation fixe est située sur le boîtier-guide 6. L'autre extr.émité de ce levier est articulée sur le couvercle d'une capsule barométrique 21 dont le fond est fixé à un bras 22 du boîtier 6. On peut régler la position de l'axe du levier 20 au moyen d'un levier à excentrique 23 monté sur le boîtier 6.
Quand le moteur se trouve à une altitude invariable peu au-dessus du niveau de la mer, le régulateur pneumatique fonctionne en cas de variations de charge de la manière connue, sans que la douille 9 change de position dans le boîtier 6.
La crémaillère de commande se déplace selon la pression régnant dans la chambre du régulateur, dont l'intensité dépend de la vitesse de rotation du moteur et de la position du papillon d'étranglement 13 dans le tuyau d'aspiration 12. Pendant le déplacement de la crémaillère de commande, la chambre du ré- gulateur est retenue dans sa position par le baromètre. Quand le véhicule se meut à de plus hautes altitudes, la capsule barométrique se dilate lorsque la pression d'air libre descend.
La douille 9 se déplace alors vers la droite conjointement avec les éléments auxquels elle est reliée et la crémaillère de commande est aussi tirée vers la droite sur le même parcours.
Le régulateur pneumatique lui-même ne subit aucun changement, étant donné que la capsule barométrique n'exerce aucune influ- ence sur le rapport des pressions et des forces à l'intérieur de la chambre du régulateur. Par suite du déplacement de la crémaillère de commande dans le sens du "stop", le débit de combustible diminue d'une quantité correspondant à la dimi- nution du poids d'air aspiré.
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Lorsque, en montée, on fait marcher le moteur à grande puissance en ouvrant le papillon d'étranglement, il s'établit dans le tuyau d'aspiration et dans la chambre 9 une légère dépression due au faible étranglement qui existe en- core. Lé ressort de rappel 15 se détend alors notablement et tend à régler la position de la crémaillère de commande pour le débit de combustible maximum de la pompe d'injection. Avec un accroissement de l'altitude, la pression diminue davantage dans le compartiment 6' et dans la chambre de réglage.
Toute- fois, cette pression diminue de quantités différentes; la pression d'air libre non étranglé régnant dans le comparti- ment 6' diminue, en effet, un peu plus que la pression dans la chambre 9, de sorte que la pression différentielle du ré- gulateur pneumatique décroît continuellement quand l'altitude augmente. Toutefois, ce décroissement est faible parce qu'à l'intérieur de la chambre il ne règne qu'une légère dépres- sion et l'effort du ressort de rappel tendant à produire un déplacement est affaibli.
Le ressort de rappel peut encore néanmoins déplacer la crémaillère de commande d'une petite quantité correspondant à cette diminution de la pression dif- férentielle, ce déplacement étant dirigé vers la gauche, c'est- à-dire dans le sens de "pleine charge" et s'ajoutant à la quantité dont la crémaillère de commande s'est déjà déplacée par suite de l'ouverture du papillon d'étranglement.
Par con- séquent, lors d'une montée en charge à de hautes altitudes, la pression atmosphérique produit une double correction de la position de la crémaillère de commande amenée sur "pleine charge", savoir un notable déplacement dans le sens du "stop", produit par la capsule barométrique, et un léger déplacement inverse dans le sens de la "pleine charge" produit par la. diminution de la pression différentielle dans le régulateur pneumatique.
Cette correction correspond aux conditions réel- les du fait que, pour la même pression absolue dans le tuyau ,
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d'aspiration à des altitudes différentes, en raison de la diminution de la pression d'échappement et de l'amélioration résultante de la charge d'air, il faut injecter une quantité de combustible un peu plus grande que le régulateur pneuma- tique fixe ainsi automatiquement.
Dans l'exemple d'exécution de la Fig. 2, le bottier- guide 6 pour la chambre mobile 9 est relié à un ressort 25 dont une extrémité prend appui contr,e une saillie 26 du boftier.
L'autre extrémité du ressort bute contre un support 27, fixé à la crémaillère de commande et entraîné par son mouvement de va-et-vient, chaque fois qu'en charge réduite ou en marche au ralenti le régulateur pneumatique attire la crémaillère de commande sous l'effet d'une forte dépression dans la chambre du régulateur et qu'en outre, quand le moteur monte à des al- titudes relativement hautes, la crémaillère de commande se déplace encore davantage dans le sens du stop' conjointement avec toute la chambre en raison de la pression atmosphérique réduite. La tension du ressort limite alors progressivement l'effort de réglage de la capsule barométrique, si bien que celle-ci ne peut provoquer une diminution exagérée du débit de combustible injecté, dépassant la quantité fixée par le réglage.
L'exemple d'exécution de la Fig. 5 diffère de celui des Figs. 1 et 2 en ce que la capsule barométrique est montée entre le régulateur pneumatique et la crémaillère de commande.
Le bottier 28 du régulateur pneumatique est fixé à la pompe d'injection et son piston de commande 29 est articulé par : l'intermédiaire de la tige de piston 29' sur une extrémité d'un levier 30 dont l'autre extrémité attaque l'extrémité li- bre de la crémaillère de commande 4. Le couvercle 31 de la capsule barométrique 21 est articulé sur le levier de comman-
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de 30. La chambre de réglage hermétiquement séparée de l'air libre par le piston de commande est raccordée par le tuyau flexible 10 au tuyau d'aspiration 12 en aval du papillon des gaz 13.
Quand la pression atmosphérique est invariable, le point 31' par lequel le levier 30 est articulé sur la capsule barométrique ne se déplace pas. Quand la dépression varie dans le tuyau d'aspiration, le piston de commande 29 reçoit un mouvement de va-et-vient et ce mouvement est transmis par le levier 30 à la crémaillère de commande 4. Seules les fai- bles forces de frottement produites pendant le mouvement de la crémaillère de commande doivent être surmontées. Lorsque la pression atmosphérique change, le point d'articulation 31' se déplace et le levier provoque alors en même temps un dé- placement de la crémaillère de commande. Dans les deux cas, les efforts de réglage du régulateur pneumatique n'agissent pas sur la capsule barométrique et vice versa, de sorte que le réglage est sensiblement exempt de pression en retour.
Comme le montre la Fig. 3, le fond 33 de la capsule barométrique 21 est monté mobile sur le carter 1 de la pompe d'injection par l'entremise d'un goujon 34. Celui-ci est atta- qué par l'extrémité bifurquée d'un levier 35 qui est monté à pivot sur le carter 1 par l'entremise d'un arbre 36 et qui est tendu par un ressort 37. A l'aide du levier 35 on peut déplacer dans les deux sens la capsule barométrique 21 au moyen de son dispositif de commande de manière que le levier 30 tourne et que la crémaillère de commande change sa posi- tion par rapport au régulateur pneumatique. Grâce à cette disposition on peut régler le débit de combustible injecté, indépendamment des pressions agissant sur la capsule baro- métrique au moment considéré ou indépendamment du régulateur pneumatique.
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L'exemple d'exécution de la Fig. 4 montre un dispo- sitif de réglage dans lequel la chambre du régulateur pneuma- tique est raccordée en aval du papillon d'étranglement 13 au tuyau d'admission d'air 12 d'un moteur à combustion interne à injection fonctionnant avec le concours d'un surpresseur de suralimentation G indiqué schématiquement. L'extrémité inférieure du levier 30 par l'intermédiaire duquel la capsule barométrique 21 et le piston de commande mobile du régula- teur pneumatique déplacent la crémaillère de commande 4, est prolongée à l'intérieur du bottier 28' du régulateur pneuma- tique et est articulée sur la tige de piston 29'.
Sur la tige de piston 29' est fixée une portée 38 pour un ressort de rappel 39 qui prend appui sur le couvercle du bottier 28', dans lequel est guidée la tige de piston 29'. Dans la position représentée le ressort de rappel 15 ne porte plus contre le piston 29 et sur celui-ci n'agit que le ressort 39, opposé au ressort 15, qui tend à déplacer le piston vers la gauche à l'encontre de la dépression régnant dans la chambre de réglage 32.
Sur l'arbre 36, qui comme sur la Fig. 3 est prévu pour déplacer la capsule barométrique, est fixé un levier 40 qu'un thermostat 41 fait pivoter par l'intermédiaire d'un câ- ble Bowden 42. Lorsque la température de l'air libre change, le thermostat peut déplacer par l'intermédiaire du câble Bowden la capsule barométrique et corriger par l'intermédiaire du levier 30 la position de la crémaillère de commande.
L'arbre 36 est attaqué par un -autre levier 43, ré- glable indépendamment du levier 40, qui est articulé par l'in- termédiaire d'une tringle 44 à un levier de commande 45 action- né par le pilote et commandant un second papillon 46 monté à
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pivot dans la conduite d'admission d'air au moteur. Ce pa- pillon 46 est monté entre le surpresseur et le papillon 13 dans la conduite d'admission d'air et est appuyé non rigide- ment par la pression de suralimentation contre un doigt 47.
Lorsqu'on veut imprimer au moteur une accélération exagérée en vue de décoller du sol, on ouvre complètement pour une courte durée le papillon 46 en faisant tourner le levier 45 et le doigt 47. Pendant ce mouvement, le levier 43 est lui aussi entraîné automatiquement et la crémaillère de commande 4 est amenée à la position de suralimentation par l'inter- médiaire de la capsule barométrique 21 et du levier 30.
Lorsque dans la chambre du régulateur règne une pression inférieure à la pression de l'air libre, la pression différentielle de ces deux pressions est à même de déplacer le piston de commande 29 vers la gauche à l'encontre du . ressort de rappel 15, dans le sens d'une diminution du débit de combustible injecté. Le second ressort de rappel 39 est détendu et ne porte plus contre le plateau 38. Lorsque de part et d'autre du piston de commande règne la même ou sen- siblement la même pression, le piston occupe une position pour laquelle les deux ressorts de rappel agissent sur lui.
Aussitôt que la pression de suralimentation régnant dans la chambre du régulateur dépasse la pression de l'air libre, elle déplace le piston de commande suffisamment vers la droite pour que le ressort de rappel 15 cesse d'agir et que seul le ressort de rappel 39 agisse sur le plateau 38.
Selon les légers écarts de la pression de suralimentation par rapport à la pression d'air libre, le ressort de rappel 39 pour le fonctionnement en suralimentation est plus faible que le ressort de rappel 15 qui agit lors d'une dépression
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dans le tuyau d'aspiration. Depuis l'instant où le ressort 39 s'oppose seul à la pression de suralimentation, celle-ci doit pouvoir déplacer la crémaillère de commande par l'in- termédiaire du piston de commande davantage dans le sens de pleine charge et provoquer ainsi, lors d'un accroissement uniforme de la pression de suralimentation, une notable aug- mentation de la quantité de combustible débité à chaque cour- se du piston.
De cette façon on assure que, pour un réglage correct des organes régulateurs, par exemple quand on vole en charge réduite à une certaine altitude, on ait une faible consommation de combustible et, partant, un fonctionnement économique, étant donné qu'avec les moteurs à suralimentation la pression pneumatique différentielle augmente notablement jusqu'à l'altitude d'égalité de pressions et décale ainsi toute la gamme de réglage comprise entre la pleine charge et la marche .au ralenti, plus que pour la position au sol, vers la gamme de réglage du ressort 39, de manière que la sensibi- lité à l'étranglement augmente.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Dispositif pour régler le débit de combustible aux moteurs à combustion interne à injection fonctionnant sous une pression d'air libre tant constante que très variable, au moyen d'un régulateur pneumatique, actionnant l'organe de commande de débit de l'installation d'injection, dont l'organe régulateur est commandé d'une part par la différence entre la pression pneumatique différentielle agissant sur l'organe ré- gulateur (pression différentielle de la pression atmosphérique au moment considéré et de la pression dans la conduite d'ad- mission d'air) et un effort de rappel agissant à l'encontre de la pression différentielle sur toute l'étendue des vitesses de @
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rotation,et d'autre part, par un baromètre influencé par la pression atmosphérique,
ce dispositif de réglage étant carac- térisé en ce que les deux organes réglant le débit de com- bustible injecté de la pompe d'injection - le baromètre et le régulateur pneumatique - attaquent l'organe de débit de combustible de la pompe d'injection par l'intermédiaire d'or- ganes de transmission, communs aux deux organes précités, qui sont soumis au jeu des forces agissant dans les deux organes, mais qui transmettent les forces agissant dans un organe non pas au jeu des forces agissant dans l'autre, mais toujours uniquement à l'organe de commande de débit de la pompe d'in- jection.
2.- Dispositif suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que le baromètre et le régulateur pneumatique sont disposés par rapport à l'organe de commande de débit de la pompe d'injection de telle manière que les organes de trans- mission transmettent en sens inverses à l'organe de commande de débit les efforts de commande des deux organes, provoqués par une variation de la pression atmosphérique, et déplacent l'organe de commande de débit conformément à la différence de ces efforts.
3.- Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le régulateur pneumatique fait office d'organe de transmission entre le baromètre et l'organe de commande de débit et est monté mobile d'une pièce par rapport au carter de la pompe dans le sens de déplacement de son organe de réglage mobile, de manière que le baromètre déter- mine chaque fois la position du régulateur pneumatique par rapport au carter de la pompe et produise ainsi la correction voulue du réglage, dépendant de la pression de l'air libre.
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4. - Dispositif suivant les revendications 1 à 3. caractérisé en ce que le régulateur pneumatique, dont la chambre à pression variable est séparée de l'organe de régla- ge, est un bottier, mobile par rapport à l'organe de commande de débit, qui est disposé dans un guide du carter de la pompe et que déplace le baromètre.
5.- Dispositif suivant les revendications 1 et 2; caractérisé en ce que l'organe de réglage du régulateur pneu- matique et le baromètre attaquent l'organe de commande de débit de la pompe par l'intermédiaire d'une timonerie de transmission de telle manière que pour les mouvements de l'organe de réglage le point, de pivotement du levier de com- mande soit constitué par le point d'attaque du baromètre et que pour les mouvements du baromètre ce point de pivotement soit constitué par le point d'attaque du régulateur.
6. - Dispositif suivant les revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu des dispositifs qui pour une faible pression atmosphérique et un réglage du moteur à une charge réduite ou au ralenti limitent l'effort de commande du baromètre de manière que le débit de combustible injecté ne tombe pas en-dessous du débit minimum requis pour mainte- nir ces états de fonctionnement.
7.- Dispositif suivant la revendication 6, caracté- risé en ce que les dispositifs précités sont constitués par un ressort, prenant appui contre le carter de la pompe, qui lors d'une diminution de la pression atmosphérique ne limite le mouvement du bottier pneumatique du régulateur, dirigé vers la position "stop", que lorsque l'organe de réglage du régula- teur pneumatique est en outre réglé à une charge réduite ou au ralenti.
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8. - Dispositif suivant les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les organes de transmission servent à modifier à volonté le réglage de l'organe de commande de débit, sans rien changer au jeu des forces du baromètre et du régula- teur pneumatique.
9. - Dispositif suivant les revendications 1 à 7, ca- ractérisé en ce que les organes de transmission sont attaqués par un organe, mesurant la température de l'air libre, qui fait varier la position de l'organe de commande de débit.
10.- Dispositif suivant les revendications 5, 8 et 9, caractérisé en ce que la capsule barométrique est mobile dans sa direction de réglage conjointement avec le point où elle attaque la timonerie de transmission.
11.- Dispositif suivant les revendications 1 à 10, dont la chambre de régla.ge du régulateur pneumatique est raccordée à la conduite d'admission d'air d'un moteur à combustion interne à injection fonctionnant avec le concours d'un surpresseur de suralimentation, caractérisé en ce que le régulateur pneumatique comporte un organe de réglage atta- qué par des efforts de rappel agissant en sens inverses, qui s'opposent à la pression différentielle déplaçant l'organe de réglage respectivement dans l'un et l'autre sens.
12.- Dispositif suivant la revendication 11, carac- térisé en ce que des efforts de rappel agissent simultanément sur une partie du trajet de réglage quand la pression pneuma- tique différentielle est faible ou disparaît complètement.
15.- Dispositif suivant les revendications 11 et 12, caractérisé en ce qu'un ressort de rappel est monté dans chacune des chambres de réglage et ces ressorts agissent à l'encontre l'un de l'autre, celui des ressorts s'opposant à la dépression étant plus puissant que l'autre.
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14.- Dispositif suivant les revendications 11 à 13, caractérisé en ce que le ressort de rappel qui continue encore à agir seul quand la pression de suralimentation l'em- porte davantage sur la pression de l'air extérieur est dimen- sionné de manière que lorsque la pression de suralimentation continue à augmenter il déplace l'organe de commande de débit vers la position "stop" moins notablement que lorsqu'il coopè- re avec l'effort de rappel qui réagit sur lui.
15.- Dispositif suivant les revendications 11 à 14, caractérisé par un accouplement entre l'organe d'étranglement réglant la pression de suralimentation, monté dans la condui- te d'admission d'air, et les organes de transmission réglable à volonté du régulateur, accouplement qui ne fonctionne que lors d'un décollage du sol pour établir une suralimentation.
16. - Régulateur de débit de combustible aux moteurs à combustion interne fonctionnant sous pression d'air libre tant constante que très variable, en substance tel que décrit ci-dessus .avec référence aux dessins annexés.