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"DISPOSITIF D' INJECTION DE COMBUSTIBLE POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE".
La présente invention se rapporte aux dispositifs d'injection de combustible pour moteurs à combustion interne comportant une pompe à combustible et un injecteur à un ou plusieurs orifices d'injection dont la communication avec une conduite d'arrivée de
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combustible est commandée par une soupape chargée d'une force de fermeture et qui s'ouvre, à l'encontre de celle-ci, sous l'effet de la pression du combustible admis dans ladite conduite d'arrivée.
Plus parti- culièrement, le dispositif d'injection auquel se rapporte l'invention est de ceux dans lesquels la dite force de fermeture est transmise à la soupape par un piston de charge sur lequel agit une pression de combustible qui tend à lui faire fermer la soupape, et son fonctionnement comporte, pour chaque période de refoulement de la pompe à combustible, une injection prliminiaire ou préinjection, puis une augmentation de la force de fermeture de la soupape d'injection, et ensuite l'injection principale du combustible.
Pour produire l'injection préliminaire , le dispositif auquel se rapporte l'invention comporte un piston de préinjection actionné par transmission hydraulique, au moyen de combustible que déplace le piston de la pompe à combustible. On sait que la quanti- té de combustible relativement petite qui doit faire l'objet de l'injection préliminaire peut être déter- minée plus exactement par le déplacement d'un piston de préinjection séparé de petit diamètre et à course limitée qu'elle ne pourrait l'être par le déplacement du piston de pompe lui-même.
Dans un dispositif d'injection précédemment proposé par l'auteur de la présente invention, disposi- tif qui comporte essentiellement les caractéristiques énoncées ci-dessus, le cylindre dans lequel se déplace le piston de préinjection est logé dans le corps de la pompe à combustible, et la chambre de laquelle le
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piston de préinjection refoule le combustible est reliée aux orifices d'injection par une conduite par- fois relativement longue. Lors de l'injection princi- pale cette conduite, dite conduite d'injection, sert au déplacement direct du combustible de la pompe aux orifices d'injection. Dans le corps de son injecteur, le dispositif comporte une chambre, dite chambre de charge, destinée à recevoir le combustible dont la pression agit sur le piston de charge .et. tend à lui faire fermer la soupape.
Suivant la dite proposition antérieure cette chambre de charge est reliée à la chambre de¯pompage de la pompe à combustible par une seconde conduite, et le passage du combustible à travers cette conduite est commandé par le piston de préinjection, qui l'ouvre à la fin de sa course de refoulement, de manière à ce que le piston de charge, qui est rigi- dement fixé à la soupape d'injection, ne soit soumis à une pression supplémentaire de combustible que lors- que la préinjection touche à sa fin ou est déjà termi- née.
Dans le dispositif suivant la présente inven- tion, la conduite séparée qui relie la pompe à com- bustible à la chambre de charge est omise ; piston de charge, sur lequel agit la pression du combustible qui se trouve dans cette chambre, est mobile par rapport à la soupape d'injection tout en étant relié à'elle de manière à pouvoir lui transmettre, en entier ou en partie, la force qu'exerce sur lui la pression du combustible dans la dite chambre de charge.
Toujours suivant l'invention, la chambre de charge et la chambre où la pression du combustible agit sur le
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piston de préinjection, pour lui faire effectuer sa course de refoulement, sont reliées à la chambre de refoulement de la pompe à combustible par une conduite commune ; en outre la disposition de cette conduite, ainsi que la forme et les dimensions du piston de charge, sont telles que c'est à la suite de la course de refoulement du piston de préinjection que le amène piston de charge est amené à effectuer le déplacement par lequel la force de fermeture qu'il transmet à la soupape d'injection est augmentée.
Dans le dispositif suivant l'invention les cylindres du piston de préinjection et du piston de charge peuvent être assemblés avec le corps de l'injec- teur ; dans cet assemblage, on disposera aussi, de préférence, la soupape qui commande l'arrivée de combustible à l'orifice ou aux orifices d'injection.
Cette disposition permet d'établir une communication très courte de la chambre de refoulement sur laquelle agit le piston de préinjection à l'orifice ou aux orifice d'injection ; la capacité des passages ou con- duites qui constituent cette communication ou qui'y sont raccordés peut donc être très petite, de sorte qu'il ne faut que de petits déplacements du piston de préinjection pour obtenir, dans ces passages ou condui- tes, les variations de pression nécessaires à l'ouverture ou à la fermeture de la soupape d'injection.
Pour déterminer de manière exacte la quantité de combustible faisant l'objet de l'injection prélimi- naire, la course de refoulement du piston de préinjec- tién sera de préférence limitée par une butée. Pour que la force de fermeture qui agit sur la soupape d'injectior ait des valeurs bien déterminées lors de la préinjection et lors de l'injection principale, on pourra prévoir des
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butée limitant dans les deux sens la course du piston de charge.
De préférence, le dispositif sera réalisé de telle façon que la soupape restefermée, tant que la position du piston de charge dépend de la pression engendrée par la pompe à combustible, et tant que cette pression n'est pas dépassée par la pression du combustible qui tend à ouvrir la soupape. A cet effet, on pourra notamment faire la section du piston de charge un peu plus grande que la surface d'attaque présentée par la soupape à la pression de combustible qui tend à l'ouvrir, de manière à ce que la force d'ouverture qui résulte de cette pression soit moins grande que la force de fermeture qu'exerce sur le piston de charge, et par son intermédiaire sur la soupape, une pression de combustible égale dans la chambre de charge.
Dans ces conditions, l'ouverture de la soupape pourra être obtenue par la pression du combustible refoulé par la pompe lorsque la chambre de charge est isolée de la pompe, ou lorsque le piston de charge est retenu dans sa course par une butée ou un autre obstacle qui l'empêche de transmettre à la soupape la force de fermeture qui est exercée sur lui.
La transmission de la force de fermeture du piston de charge à la soupape sera de préférence réa- lisée au moyen d'un ressort qui s'appuie d'une part sur-le piston de charge et d'autre par sur la sou- pape.
Pour que l'injection préliminaire du
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combustible puisse avoir lieu avant que la force de fermeture de la soupape ne soit portée à la valeur qu'elle doit prendre pour l'injection principale, il faut que le piston de charge ne se déplace qu'après que le piston de préinjection a effectué sa course de refoulement. Ce résultat s'obtiendra en commandant par le piston de préinjection la communication de la pompe à combustible à la chambre de charge. Dans ce cas il convient de prévoir un passage qui permette le retour de combustible de la chambre de charge à la pompe lorsque la communication susmentionnée est interrompue.
Ce passage de retour pourra comporter une soupape de retenue ; de préférence, on prévoira un étranglement pour empêcher que le retour du combustible ait lieu par à-coups qui risqueraient de provoquer des pulsations indésirables dans la conduite qui relie l'injecteur à la pompe. Ce retour de combustible peut aussi être obtenu en ménageant une fuite entre le piston de préinjection et son cylindre.
D'autre part, afin d'éviter que l'injection principale ne commence avant que le piston de charge ait parcouru une bonne partie de sa course pour augmenter la force de fermeture de la soupape, la communication de la pompe avec les orifices d'injection peut être commandée par le piston de charge.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description, qui va suivre, de deux de ses réalisations représentées à titre d'exemple dans les dessins annexés ; il sera bien entendu que l'invention n'est pas limitée à ces réalisations et qu'elle
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pourra être réalisée et appliquée de façons différentes suivant les besoins.
Dans ces dessins, la fig. 1 représente, en coupe verticale, un dispositif d'injection qui comporte une pompe à combustible A et un assemblage injecteur B, réunis entre eux par une conduite.
La fig. 2 montre, à une échelle plus grande, une portion de l'assemblage injecteur B de la fig. 1, les parties mobiles étant représentées dans la position qu'elles occupent au début de la période de refoulement de la pompe à combustible.
La fig. 3 montre la même portion de l'assemb- lage injecteur B que la fig. 2, les parties mobiles étant toutefois représentées dans la portion qu'elles occupent pendant l'injection principale.
La fig. 4 représente une autre exécution de l'assemblage injecteur B.
La pompe à combustible A de la fig. 1 comporte un cylindre 1 dans lequel le piston 2 de la pompe est entraîné dans un mouvement de va-et-vient, au moyen d'un mécanisme d'entraînement non représenté dans la figure; c'est dans sa position limite extérieure que le piston 2 est représenté. Pendant sa course de refoulement, qu'il effectue dans une période relativement courte du cycle de fonctionnement de la pompe, le piston 2 se déplace jusqu'à une posi- tion limite intérieure déterminée. Le piston 2 peut être tourné autour de son axe au moyen d'un mécanisme non,représenté qui peut être actionné à la main ou par un régulateur.
Ce mécanisme peut, par exemple,
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comprendre un pignon ou un levier monté dans la car- casse de la pompe de manière à pouvoir tourner autour de l'axe'du piston 2 et muni de rainures dans les- quelles s'engagent des cames faisant partie du piston.
Le piston 2 détermine, dans le cylindre 1, une chambre de pompage 3. Dans la paroi du cylindre 1, il y a un passage d'aspiration 5 qui est relié, par une conduite 6, à un réservoir de combustible ou à la chambre de refoulement d'une pompe d'alimentation à basse pression. Le passage 5 est disposé de manière à déboucher directement dans la chambre de pompage 3, au-dessus de l'arête 8 de la face du piston 2, lorsque celui-ci se trouve à sa position limite extérieure dans laquelle il est représenté dans le dessin. Le pis- ton 2 a un évidement 9 qui communique avec la chambre de pompage 3 par une rainure 10. Sur une partie de la circonférence du piston 2, une arête hélicoïdale 11 forme la limite entre l'évidement 9 et la portion 12 de la surface latérale du piston 2 qui, le long de l'arête 8, voisine avec la chambre de pompage 3.
Grâce à cette disposition des arêtes 8 et 11 l'ouverture du passage d'aspiration 5 est obturée par la portion de surface 12 sur une partie plus ou moins longue de la course du piston 2, suivant la position angulaire de celui-ci.
Le fond du cylindre 1 est traversé par un alésage 13 qui part de la chambr,e de pompage 3 et dont la communication avec la chambre de refoulement 14 est commandée par une soupape de retenue 15. Cette
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soupape est munie d'un collet 18 qui obture l'alésage 13 tant que la soupape est fermée et qui quand celle-ci s'ouvre, ne livre passage au combustible que lorsque son arête 19 a atteint l'arête 20 du siège de la soupape. La soupape 15 est chargée par un ressort de rappel 21, et sa course est limitée par la butée fixe 22. De la chambre de refoulement 14, des passages 23 rejoignent la conduite d'injection 24 qui relie la pompe A à l'assemblage injecteur B.
Au début de la course de refoulement du piston 2 la chambre de pompage 3 est remplie de et combustible/se trouve à une pression modérée égale à celle qui règne dans la conduite 6. Lorsque le piston 2 se déplace vers le fond du cylindre, le passage 5 est obturé par la portion de sur- face 12 du piston. Le combustible contenu dans la chambre de pompage 3 est alors refoulé vers l'alésage 13, et sa pression déplace la soupape 15 vers la chambre de refoulement 14, en comprimant le ressort de rappel 21.
La soupape 15, de son côté, refoule alors vers la conduite 24 le combustible qui se trouve dans la chambre 14 ; avantqu'elle ne soit arrêtée par la butée
22, elle laisse passer le combustible de la chambre de pompage 3 à la chambre de refoulement 14, de sort que, par suite, le piston 2 refoule directement le combustible de la chambre 3 vers la chambre 14 et de là vers la conduite 24.
Lorsque l'arête héliooidale 11 découvre le .passage 5, la ohambre de pompage 3 rentre en communi- cation aveo .la conduite 6, à travers la rainure 10,
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l'évidement 9 et le dit passage de sorte que la pression d'amenée du combustible se rétablit dans la chambre 3. Alors la soupape de retenue 15 se ferme très ra- pidement sous l'effet du ressort 21 et de la pression élevée qui règne dans la chambre de refoulement 14.
Avant que l'arête 19 de la soupape n'atteigne l'arête 20 du siège de soupape, une certaine quantité de combustible reflue de la chambre de refoulement 14 vers la chambre de pompage 3; ensuite, le collet 18 de la soupape 15 provoque une augmentation bien déterminée du volume de la chambre 14. Tant à cause du reflux de combustible qu'à cause de l'augmentation de volume de la chambre de refoulement 14, une certaine quantité de combustible est retirée de la conduite 24.
A partir de l'instant où la soupape 15 a regagné son siè- ge, le contenu de la conduite 24 ne subit plus l'in- fluence des mouvements du piston 2 de la pompe, jusqu'à ce que celui-ci recommence sa course de re- foulement suivante.
Au lieu de la pompe à combustible telle qu'elle a été décrite, on peut se servir d'une pompe d' un autre système permettant de refouler dans la conduite 24 une certaine quantité de combustible, puis d'en retirer une partie.
Suivant la longueur de la portion de course du piston 2 pendant laquelle le passage 5 est obturé par la portion 12 de la surface du piston, la quantité de combustible refoulée dans la conduite 24 sera plus ou moins grande, ce qui permet de faire varier le débit du dispositif d'injection. Par contre, la quantité
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de combustible retirée de la conduite 24 à la suite de la réouverture du passage 5 ne dépend guère de la position angulaire du piston 2.
A son extrémité éloignée de la pompe A, la conduite 24 est raccordée à l'assemblage injecteur B ; celui-ci comporte le raccord 26, le corps de distribu- tion 27, la pièce intermédiaire 28 et le corps d'in- jecteur 29. Ces,pièces sont maintenues dans la douille 31 par l'écrou 30 et leurs surfaces de contact sont usinées de manière à former des joints étanches.
Tout l'assemblage est fixé dans un logement prévu dans la culasse 32 du cylindre du moteur, de manière à ce que les orifices d'injection 33 prévus dans le corps d'injecteur 29 débouchent dans la chambre de combustion.
La communication de ces orifices 33 avec la chambre annulaire 35, qui fait suite à la canalisation d'arrivée de combustible 34, est commandée par la soupape d'injection 36 dont le pointeau 37 coopère avec un siège prévu dans le corps 29, et dont le fût 38 a la forme d'un piston rodé dans ce corps 29.
Un épaulement 39 qui fait place à la chambre annulaire 35 constitue la surface sur laquelle la pression du combustible agit pour ouvrir la soupape. L'extrémité postérieure 66 de la soupape 36 se termine dans l'alésage central de la pièce intermédiaire 28. Comme son diamètre est plus petit que celui du piston 38, la soupape 36 comporte un second épaulement 67 qui limite sa course d'ouverture en venant buter contre la face 68 de la pièce intermédiaire 28.
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Le raccord 26 comporte un passage 25 par lequel la conduite 24 est reliée à une chambre 40. Celle-ci communique avec un alésage cylindrique 41 qui traverse le corps de distribution 27 et rejoint la canalisation d'arrivée 34 de l'injecteur. En outre, le corps de distribution 27 contient un second alésage cylindrique 42 disposé dans l'axe de la soupape d'injection 36.
A son extrémité éloignée de la soupape 36, l'alésage 42 forme une chambre 43.
L'alésage 41 constitue le cylindre du piston de préinjection 44 qui y est rodé à joint étanche et qui porte, du côté du raccord 26, un prolongement 45 qui vient buter contre la face 46 du raccord 26 et qui limite ainsi la course du piston 44 vers la chambre 40.
La course de refoulement du piston 44 est limitée par la face 47 de la pièce intermédiaire 28, contre la- quelle le prolongement 48 du piston 44 vient buter.
Un ressort interposé entre la face de butée 47 et le piston 44 tend à ramener celui-ci contre la face de butée 46.
Le piston de charge 50, qui est rôdé dans l'alésage 42, porte une assiette 51. Entre celle-ci et l'assiette 53 montée sur la soupape d'injection 36 est disposé un ressort à boudin 52 dont la pression tend à fermer la soupape 36. La course du piston de charge 50 est limitée dans les deux sens du fait que l'assiette 51 rencontre, d'une part, la face de butée 54 du corps de distribution et, d'autre part, la face de butée 55 de la pièce intermédiaire 28.
Le cylindre 41 du piston de préinjection 44
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et la chambre 43 qui constitue la chambre de charge de la soupape d'injection sont reliés entre eux par un passage 56 qui est ouvert à la fin de la course de refoulement du piston 44, par l'arête 57 de celui-ci.
En outre, un passage 59 va de l'alésage 42 à l'alésage
41. Le piston 44 est muni d'une rainure circulaire 60 qui, par un canal 60 aménagé dans le piston, communi- que en permanence avec la canalisation 34; au moyen de la rainure 60, le piston 44 commande la communica- tion entre le passage 59 et la canalisation 34 qui mè- ne aux orifices d'injection. Pendant la course de re- foulement du piston 44, cette communication est éta- blie déjà avant l'ouverture du passage 56. Le piston de charge 50 comporte une rainure longitudinale 58 qui part de la chambre de charge 43, et une rainure circulaire 62 qui communique avec la rainure 58. La communication entre la chambre de charge 43 et le pas- sage 59 est donc commandée par le piston 50, qui l'éta- blit environ au milieu de sa course vers la soupape 36.
De la chambre de charge 43 à la chambre 40 qui est raccordée à la conduite d'injection 24, il y a un passage de retour de combustible commandé par la soupape de retenue 63. Celle-ci s'ouvre vers la cham- bre 40 et se ferme sous la pression du ressort 64. La soupape 63 porte un collet 65 qui, entre lui et la pa- roi de l'alésage dans lequel il est disposé, détermine un étranglement qui amortit les mouvements du combus- tible même lorsque la soupape 64 est entièrement ouver- te.
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Quand le piston 2 de la pompe à combustible ef- fectue sa course de refoulement et met sous pression le combustible dans la conduite 24, cette pression se com- munique aussi au combustible contenu dans la chambre
40 où elle agit sur le piston de préinjection 44 et le déplace vers la canalisation 34 qui va aux orifices d'injection. Ce piston alors comprime le ressort 29, re- foule du combustible à travers la canalisation 34 et met sous pression le combustible dans la chambre annulai- re 35. Cette pression agit sur l'épaulement 39 de la soupape d'injection 36 et ouvre celle-ci, à l'encontre de la force de fermeture qui lui est transmise par le ressort 52 ; combustible jaillit alors dans la cham- bre de combustion, à travers les orifices d'injection 33.
Pendant sa course de refoulement, le piston 44 découvre l'issue du passage 59 qui est encore, d'autre part obturé par le piston de charge 50. Ensuite, en fin de course, il découvre le passage 56 de sorte que la pression du combustible, que la pompe continue à re- fouler, peut s'exercer dans la chambre de charge 43, et sur le piston de charge 50.
Le ressort 49 s'oppose à ce que le piston de préinjection 44 transmette à la canalisation 34 et à la chambre annulaire 35 toute la pression qui rè- gne dans la chambre 40. De la soupape 36, il n'y a que l'épaulement 39 et une petite portion du pointeau 37 pour recevoir la composante de pression qui, de la chambre 35, agit pour maintenir ouverte la soupape.
Une pression plus réduite en raison de l'étrangle- ment du combustible agit, dans le même sens, sur
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le reste du pointeau 37. Par conséquent, la force qui tend à maintenir ouverte la soupape est plus petite que celle qui, de la chambre de charge 43, tend à déplacer le piston de charge 50 ve.rs la sou- pape 36. En effet, ce piston a un diamètre sensible- ment égal ou même plus grand que le fût 38 de la soupape, et il est exposé sur toute sa face à une pression de combustible sensiblement égale à celle dans la chambre 40. La force de fermeture que, par le ressort 52, le piston de charge 50 transmet à la soupape 36 ramène donc cette dernière sur son siè- ge et met fin à l'injection préliminaire.
Après un certain délai d'allumage, le combustible injecté s'en- flammera assez brusquement mais, puisque sa quantité n'est que petite, son inflammation ne produira pas d'augmentation inadmissible de la pression dans la chambre de combustion.
Très peu de temps après que l'arête 57 a dé- couvert le passage 56, le prolongement 48 du piston 44 atteint la face de butée 47, de sorte que le piston est arrêté et cesse de transmettre, au contenu de la canalisation 34, la pression de la chambre 40. La pression du combustible que la pompe continue à re- fouler, à travers la conduite 24, la chambre 40 et le passage 56, vers la chambre de charge 43, déplace alors le piston de charge 50 et le fait comprimer le ressort 52, augmentant ainsi la force de fermeture qui agit sur la soupape 36.
Au cours de son déplace- ment, le piston de charge 50 fait communiquer le pas- sage 59 avec la chambre de charge 43 au moyen des rai- nures 58 et 62 et complète ainsi la communication de la
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pompe d'injection à la chambre annulaire 35, par.les voies susmentionnées, la rainure 60 et le canal 61 du piston 44 et la canalisation 34. Le combustible qui est refoulé à travers cette communication dans la chambre 35 n'arrive toutefois pas à ouvrir la soupape 36; en effet, la pression qui règne dans la chambre 43 est sensiblement égale à celle qui règne dans la chambre annulaire 35, de sorte que, pour les raisons données plus haut, la force de fer- meture transmise à la soupape 36 par le piston 50 et par le ressort 52 est plus grande, que la force exercée sur elle par la pression dans la chambre 35.
Lorsque l'assiette 51 du piston de charge 50 atteint la face de butée 55 ce piston s'arrête et cesse de comprimer le ressort 52 malgré l'augmentation de pression qui continue dans la chambre de charge 43. Comme la pression du combustible continue à aug- menter aussi dans la chambre annulaire 35, la force transmise par le ressort 52 n'est bientôt plus suffi- sante pour maintenir fermée la soupape 36. Celle-ci est alors ouverte par la pression du combustible qui agit sur l'épaulement 39, et l'injection principale du combustible commence. Grâce à la préinjection du combustible, les conditions dans la chambre de combus- tion sont maintenant beaucoup plus favorables à l'in- flammation du combustible injecté, et celle-ci a lieu dans un délai plus court que lors de la préin- jection.
Le combustible s'enflamme donc au fur et à mesure de son injection et peut être introduit en quantité utile sans que la pression des gaz dans la
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chambre de combustion augmente avec une rapidité indésirable.
Lorsque la pompe cesse de refouler du com- bustible à travers la conduite 24, et qu'elle y pro- voque une diminution de pression par le retrait d'une certaine quantité de combustible, cette diminution de pression se communique aussi à la chambre 40. Par conséquent, le piston de préinjection 44 est ramené vers cette chambre par son ressort 49 et par la pres- sion du combustible dans la canalisation 34. La di- minution de pression se communique aussi à la cham- bre de charge 43, le combustible qui s'y trouve pou- vant se détendre soit par le passage 56, soit à tra- vers la soupape de retenue 63, qui s'ouvre. Après une certaine chute de pression dans la chambre 43, le piston de charge 50 peut alors être ramené vers la chambre 43 par la force du ressort 52.
Le retour du piston de préinjection 44 vers la chambre 40 est accompagné d'une détente du com- bustible contenu dans la canalisation 34 et dans la chambre annulaire 35, de sorte que la pression qui agit sur l'épaulement 39 et sur le pointeau 37 ne suf- fit plus à maintenir ouverte la soupape 36. Celle-ci se ferme et met fin à l'injection principale.
Dans sa course de retour, le piston de pré- injection 44 obture d'abord le passage 56, de sorte que le combustible contenu dans la chambre de charge 43 ne peut plus se détendre vers la chambre 40 et la conduite 24 qu'à travers la soupape 63, dont le col- let 65 ralentit le mouvement du combustible et
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par conséquent, diminue la rapidité de la chute de pression dans la chambre 43. Le piston de charge
50 ne peut alors être ramené que lentement vers cette chambre par le ressort 52 qui, à son tour, ne se détend que peu à peu. Le passage 59 reste donc en- core en communication avec la chambre de charge 43; entretemps celle-ci communique encore avec la cana- lisation 34 et la chambre annulaire 35 pour autant que le passage 59 n'est pas obturé par le piston de préinjection 44.
Pendant ce laps de temps, les pres- sions peuvent s'égaliser entre la chambre de charge 43 d'une part et la canalisation 34 et la chambre 35 d'autre part. Cette égalisation des pressions est accompagnée d'un transfert de combustible de la cham- bre 43 à la canalisation 34 et aux espaces qui com- muniquent avec celle-ci; ce transfert est favorisé par les mouvements des pistons 44 et 50 et permet de combler plus ou moins le vide que crée alors de son retour le piston de préinjection. Ainsi une quantité suffisante de combustible sera disponible dans la canalisation 34 et ses espaces annexés, au début de la période de refoulement suivante, pour effectuer la préinjection.
Pendant l'égalisation des pressions qui vient d'être mentionnée, la fermeture de la soupa- pe d'injection est assurée du fait que la surface du piston de charge 50 sur laquelle agit la pression dans la chambre de charge 43 est plus grande que la surface de la soupape 36, sur laquelle la pression du combustible dans la chambre annulaire 35 agit en sens opposé.
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Le passage 59 étant ensuite fermé par l'un des 2 pistons 44 ou 50, le piston de préinjection 44 continue sa course de retour en diminuant la pression dans la canalisation 34 et la chambre annulaire 35 jusqu'à ce que son prolongement 45 touche la face de butée 46. Peu à peu, le piston de charge 50 re- tourne lui aussi à sa position initiale, en conti- nuant à refouler du combustible vers la chambre 40, à travers la soupape 63. Il s'arrête quand l'assiette
51 atteint la butée 54, et alors la soupape de rete- nue 63 est fermée par son ressort 64.
L'assemblage injecteur représenté à la figure
4 est en général semblable à celui représenté dans les figures 1 à 3 et son fonctionnement est analogue. Il en diffère toutefois dans les détails suivants :
La pièce intermédiaire 28 constitue le corps principal de l'assemblage. Le raccord 26 et le corps de distribution 27 d'une part, et le corps d'injec- teur 29, d'autre part, y sont fixés au moyen d'écrous
70 et 71. Comme dans l'exemple précédent, on n'a pas représenté le mode de fixation de l'assemblage dans la culasse 32 du cylindre moteur.
La chambre 40 qui est reliée à la conduite 24 par le passage 25 n'est constituée que par le petit es- pace qui reste libre, dans le cylindre 41, entre le piston de préinjection 44 et la face de butée 46 du raccord 26.
Le piston de préinjection 44 ne forme joint é- :--tanche dans son cylindre 41 que sur une partie de sa longueur toujours située entre l'issue du passage 56
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et la canalisation 34. Par contre, sur la partie de sa longueur qui se trouve entre le passage 56 et l'arête 57 qui en commande l'ouverture totale, le dia- mètre du piston 44 est très légèrement plus petit que le diamètre du cylindre 41. Le jeu qui existe entre cette portion du piston et son cylindre forme donc un passage à étranglement par lequel la chambre de charge 43 et le passage 56 communiquent en perma- mence avec la chambre 40 et la conduite 24 qui vient de la pompe. Ce jeu est fortement exagéré dans la figure.
Ce mode d'exécution du piston de préinjection 44 rend superflu le passage de retour de combustible séparé entre la chambre de charge 43 et la conduite 24.
Entre la face de butée 47 de la pièce inter- médiaire 28 et le piston de préinjection 44, la réa- lisation suivant la fig. 4 ne comporte pas de ressort.
Les faces de butée 72 et 73 qui dans les deux sens limitent la course du piston de charge 50 sont constituées, la première par une face du raccord 26, et la seconde par une face du corps de distribu- tion 27 ; ellescoopèrent avec la tête 74 du piston 50 qui se trouve dans la chambre 43.
Au lieu du passage 59 prévu dans la réalisa- tion suivant les figs. 1 à 3, on a prévu un canal 75 qui part du cylindre 42 et qui est en communication permanente avec la canalisation 34 qui amène le combus- tible à la chambre 35 et aux orifices d'injection 33, La communication de la chambre de charge 43 au canal 75 est commandée par l'arête 77 du piston de charge 50,
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qui découvre l'ouverture de ce canal à mi-course du piston 50. Entre l'arête 77 et la tête 74, le piston
50 a un diamètre sensiblement plus petit que son cy- lindre 42 pour laisser passer le combustible.
La préinjection a lieu comme dans le cas des figs. 1 à 3, car la petite quantité de combustible qui peut passer de la chambre 40 au passage 56 pendant cette courte période du cycle de travail du disposi- tif est négligeable.
Lorsque le passage 56 est entièrement décou- vert par l'arête 57 et que par la pression qui règne dans la chambre 40 se communique à la chambre de char- ge 43, la soupape d'injection 36 se ferme aussitôt en dépit de l'absence d'un ressort qui s'opposerait à la transmission intégrale de la pression de la chambre 40 à la chambre annulaire 35. En effet, on a, dans cet- te réalisation, donné au piston de charge 50 un diamè- tre nettement plus grand qu'au fût 38 de la soupape 36, de sorte que celle-ci est maintenue fermée même lorsque la pression est égale dans les chambres 43 et 35.
Pendant la course que le piston de charge effectue sous la pression du combustible dans la cham- bre de charge 43, l'arête 77 découvre l'ouverture du canal 75 et met ainsi en communication les chambres 43 et 35, à travers les canalisations 75,76 et 34.
L'ouverture de la soupape pour l'injection principale n'a toutefois lieu qu'après que la tête 74 du piston 50 a atteint la face de butée 73 et que la force de fermeture de la soupape 36 cesse d'être augmentée
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par la compression du ressort 52. La soupape 36 est alors ouverte par la pression du combustible dans la chambre annulaire 35.
Lorsque la pompe fait diminuer la pression dans la conduite 24 et dans la chambre 40, le com- bustible contenu dans la canalisation 34 et dans la chambre annulaire 35 se détend en ramenant le piston de préinjection 44 vers la chambre 40. Dès que la pression dans la chambre annulaire n'est plus suffi- sante pour maintenir ouverte la soupape 36, celle- ci est fermée par le ressort 52. Cependant, la commu- nication de la chambre 35 avec la chambre de charge 43 est maintenue indépendamment du mouvement de re- tour du piston de préinjection 44, jusqu'à ce que 'le canal 75 soit obturé par l'arête 75. Par conséquent, avant la fermeture du canal 75 le piston de charge 50 peut refouler du combustible vers la canalisation 34 et ses annexes en effectuant sa course de retour sous la pression du ressort 52.
Par ce refoulement de combustible, une pression suffisante est maintenue dans cette canalisation et ces annexes pour ramener le piston de préinjection 44 jusqu'à sa position d'ori- gine. En outre, le combustible refoulé est disponible pour la préinjection lors du cycle de travail suivant.
Après que larête 77 a obturé le canal 75, le combustible que le piston de charge 50 refoule de la chambre 43 pendant le reste de sa course emprunte le passage 56, puis, l'étranglement que constitue le jeu entre le cylindre de préinjection 44 et son cylindre 41, pour s'écouler vers la chambre 40 et la conduite 24
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ou la pression a déjà été diminuée par la pompe à combustible. Le dit étranglement sera de préférence assez étroit pour que le piston de charge 50 ne puis- se regagner sa position d'origine qu'assez lentement mais qu'il y parvienne cependant avant le début de la période de refoulement suivante de la pompe à combus- tible.
La précision de fonctionnement du disposi- tif ne serait guère diminuée si l'on étendait à toute la longueur du piston de préinjection le jeu entre ce dernier et son cylindre; un tel piston à diamètre cons- tant serait de fabrication plus aisée.
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"FUEL INJECTION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES".
The present invention relates to fuel injection devices for internal combustion engines comprising a fuel pump and an injector with one or more injection ports, the communication of which with an inlet pipe of
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fuel is controlled by a valve charged with a closing force and which opens, against the latter, under the effect of the pressure of the fuel admitted into said inlet pipe.
More particularly, the injection device to which the invention relates is one in which said closing force is transmitted to the valve by a charge piston on which a fuel pressure acts which tends to cause it to close the valve. valve, and its operation comprises, for each delivery period of the fuel pump, a preliminary injection or pre-injection, then an increase in the closing force of the injection valve, and then the main injection of the fuel.
To produce the preliminary injection, the device to which the invention relates comprises a pre-injection piston actuated by hydraulic transmission, by means of fuel which the piston of the fuel pump moves. It is known that the relatively small quantity of fuel which is to be the subject of the preliminary injection can be determined more exactly by the movement of a separate pre-injection piston of small diameter and limited stroke than it does. could be by moving the pump piston itself.
In an injection device previously proposed by the author of the present invention, a device which essentially comprises the characteristics stated above, the cylinder in which the pre-injection piston moves is housed in the body of the fuel pump. , and the room from which the
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The pre-injection piston delivers the fuel and is connected to the injection ports by a pipe that is sometimes relatively long. During the main injection this pipe, called the injection pipe, is used for the direct displacement of the fuel from the pump to the injection ports. In the body of its injector, the device comprises a chamber, called a charging chamber, intended to receive the fuel, the pressure of which acts on the charging piston .et. tends to make him close the valve.
According to the said earlier proposal, this charging chamber is connected to the pumping chamber of the fuel pump by a second pipe, and the passage of fuel through this pipe is controlled by the pre-injection piston, which opens it to the end of its discharge stroke, so that the charge piston, which is rigidly attached to the injection valve, is only subjected to additional fuel pressure when the pre-injection is nearing its end or is already finished.
In the device according to the present invention, the separate line which connects the fuel pump to the charge chamber is omitted; charging piston, on which the pressure of the fuel in this chamber acts, is movable relative to the injection valve while being connected to it so as to be able to transmit to it, in whole or in part, the force that exerts on it the pressure of the fuel in the said charging chamber.
Still according to the invention, the charging chamber and the chamber where the fuel pressure acts on the
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pre-injection piston, to make it perform its delivery stroke, are connected to the delivery chamber of the fuel pump by a common pipe; furthermore, the arrangement of this pipe, as well as the shape and dimensions of the charge piston, are such that it is following the delivery stroke of the pre-injection piston that the charge piston is caused to effect the displacement whereby the closing force which it transmits to the injection valve is increased.
In the device according to the invention, the cylinders of the pre-injection piston and of the charge piston can be assembled with the body of the injector; in this assembly, there will also be, preferably, the valve which controls the arrival of fuel to the orifice or to the injection orifices.
This arrangement makes it possible to establish a very short communication from the delivery chamber on which the pre-injection piston acts to the orifice or to the injection orifice; the capacity of the passages or conduits which constitute this communication or which are connected to it can therefore be very small, so that only small movements of the pre-injection piston are necessary to obtain, in these passages or conduits, the pressure variations required to open or close the injection valve.
In order to accurately determine the quantity of fuel which is the subject of the preliminary injection, the delivery stroke of the pre-injection piston will preferably be limited by a stop. So that the closing force acting on the injection valve has well-determined values during the pre-injection and during the main injection, it is possible to provide
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stop limiting the stroke of the load piston in both directions.
Preferably, the device will be made in such a way that the valve remains closed, as long as the position of the charge piston depends on the pressure generated by the fuel pump, and as long as this pressure is not exceeded by the pressure of the fuel which tends to open the valve. For this purpose, it is possible in particular to make the cross section of the charge piston a little larger than the attack surface presented by the valve to the fuel pressure which tends to open it, so that the opening force resulting from this pressure is less than the closing force exerted on the charge piston, and through it on the valve, an equal fuel pressure in the charge chamber.
Under these conditions, the opening of the valve can be obtained by the pressure of the fuel delivered by the pump when the charge chamber is isolated from the pump, or when the charge piston is retained in its stroke by a stop or another. obstacle which prevents it from transmitting to the valve the closing force which is exerted on it.
The transmission of the closing force from the charge piston to the valve will preferably be achieved by means of a spring which bears on the one hand on the charge piston and on the other hand on the valve. .
So that the preliminary injection of
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fuel can take place before the closing force of the valve is increased to the value it should take for the main injection, the charge piston must not move until after the pre-injection piston has performed its pushback stroke. This result will be obtained by controlling the communication from the fuel pump to the charge chamber via the pre-injection piston. In this case, a passage should be provided which allows fuel to return from the charging chamber to the pump when the aforementioned communication is interrupted.
This return passage may include a check valve; preferably, a throttle will be provided to prevent the return of the fuel from taking place in spurts which might cause undesirable pulsations in the pipe which connects the injector to the pump. This fuel return can also be obtained by providing a leak between the pre-injection piston and its cylinder.
On the other hand, in order to prevent the main injection from starting before the charge piston has traveled a good part of its stroke to increase the closing force of the valve, the communication of the pump with the orifices of injection can be controlled by the charge piston.
The invention will be better understood with the aid of the description which follows of two of its embodiments shown by way of example in the accompanying drawings; it will of course be understood that the invention is not limited to these embodiments and that it
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can be implemented and applied in different ways depending on the needs.
In these drawings, FIG. 1 shows, in vertical section, an injection device which comprises a fuel pump A and an injector assembly B, joined together by a pipe.
Fig. 2 shows, on a larger scale, a portion of the injector assembly B of FIG. 1, the moving parts being shown in the position they occupy at the start of the delivery period of the fuel pump.
Fig. 3 shows the same portion of the injector assembly B as in fig. 2, the moving parts being however represented in the portion which they occupy during the main injection.
Fig. 4 shows another embodiment of the B injector assembly.
The fuel pump A in fig. 1 comprises a cylinder 1 in which the piston 2 of the pump is driven in a reciprocating movement, by means of a drive mechanism not shown in the figure; it is in its outer limit position that the piston 2 is shown. During its discharge stroke, which it performs in a relatively short period of the operating cycle of the pump, the piston 2 moves to a determined internal limit position. The piston 2 can be rotated around its axis by means of a mechanism, not shown, which can be actuated by hand or by a regulator.
This mechanism can, for example,
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comprise a pinion or a lever mounted in the casing of the pump so as to be able to rotate around the axis of the piston 2 and provided with grooves in which the cams forming part of the piston engage.
The piston 2 determines, in the cylinder 1, a pumping chamber 3. In the wall of the cylinder 1, there is a suction passage 5 which is connected, by a pipe 6, to a fuel tank or to the chamber. discharge of a low pressure feed pump. The passage 5 is arranged so as to open directly into the pumping chamber 3, above the edge 8 of the face of the piston 2, when the latter is in its outer limit position in which it is shown in the figure. drawing. The piston 2 has a recess 9 which communicates with the pumping chamber 3 by a groove 10. On part of the circumference of the piston 2, a helical ridge 11 forms the boundary between the recess 9 and the portion 12 of the piston. lateral surface of the piston 2 which, along the edge 8, adjoins the pumping chamber 3.
Thanks to this arrangement of the edges 8 and 11, the opening of the suction passage 5 is closed off by the surface portion 12 over a more or less long part of the stroke of the piston 2, depending on the angular position of the latter.
The bottom of cylinder 1 is crossed by a bore 13 which starts from the pumping chamber 3 and whose communication with the discharge chamber 14 is controlled by a check valve 15. This
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valve is provided with a collar 18 which closes the bore 13 as long as the valve is closed and which, when the latter opens, only gives passage to the fuel when its edge 19 has reached the edge 20 of the seat of the valve. valve. The valve 15 is loaded by a return spring 21, and its stroke is limited by the fixed stop 22. From the delivery chamber 14, passages 23 join the injection line 24 which connects the pump A to the injector assembly. B.
At the start of the delivery stroke of the piston 2, the pumping chamber 3 is filled with and fuel / is at a moderate pressure equal to that prevailing in the pipe 6. When the piston 2 moves towards the bottom of the cylinder, the passage 5 is closed by the surface portion 12 of the piston. The fuel contained in the pumping chamber 3 is then discharged towards the bore 13, and its pressure moves the valve 15 towards the discharge chamber 14, compressing the return spring 21.
The valve 15, for its part, then discharges the fuel which is in the chamber 14 to the pipe 24; before it is stopped by the stopper
22, it allows the fuel to pass from the pumping chamber 3 to the delivery chamber 14, so that, as a result, the piston 2 directly delivers the fuel from the chamber 3 to the chamber 14 and from there to the pipe 24.
When the heliooidal ridge 11 uncovers the passage 5, the pumping chamber 3 enters into communication with the pipe 6, through the groove 10,
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the recess 9 and the said passage so that the fuel supply pressure is reestablished in the chamber 3. Then the check valve 15 closes very quickly under the effect of the spring 21 and the high pressure which reigns in the discharge chamber 14.
Before the ridge 19 of the valve reaches the ridge 20 of the valve seat, a certain quantity of fuel flows back from the discharge chamber 14 to the pumping chamber 3; then, the collar 18 of the valve 15 causes a definite increase in the volume of the chamber 14. Both because of the back flow of fuel and because of the increase in volume of the discharge chamber 14, a certain quantity of fuel is removed from line 24.
From the moment when the valve 15 has returned to its seat, the contents of the pipe 24 are no longer under the influence of the movements of the piston 2 of the pump, until the latter starts again. next backwash stroke.
Instead of the fuel pump as has been described, it is possible to use a pump of another system making it possible to deliver a certain quantity of fuel in line 24, then to withdraw a part thereof.
Depending on the length of the stroke portion of the piston 2 during which the passage 5 is closed by the portion 12 of the piston surface, the quantity of fuel delivered into the pipe 24 will be greater or lesser, which makes it possible to vary the flow rate of the injection device. On the other hand, the quantity
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of fuel withdrawn from the line 24 following the reopening of the passage 5 hardly depends on the angular position of the piston 2.
At its end remote from pump A, line 24 is connected to injector assembly B; this comprises the connector 26, the distribution body 27, the intermediate part 28 and the injector body 29. These parts are held in the sleeve 31 by the nut 30 and their contact surfaces are machined to form watertight joints.
The whole assembly is fixed in a housing provided in the cylinder head 32 of the engine cylinder, so that the injection orifices 33 provided in the injector body 29 open into the combustion chamber.
The communication of these orifices 33 with the annular chamber 35, which follows the fuel inlet pipe 34, is controlled by the injection valve 36, the needle 37 of which cooperates with a seat provided in the body 29, and of which the barrel 38 has the shape of a piston ground in this body 29.
A shoulder 39 which makes room for the annular chamber 35 constitutes the surface on which the fuel pressure acts to open the valve. The posterior end 66 of the valve 36 terminates in the central bore of the intermediate piece 28. As its diameter is smaller than that of the piston 38, the valve 36 has a second shoulder 67 which limits its opening stroke in abutting against the face 68 of the intermediate piece 28.
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The connector 26 has a passage 25 through which the pipe 24 is connected to a chamber 40. The latter communicates with a cylindrical bore 41 which passes through the distribution body 27 and joins the inlet pipe 34 of the injector. In addition, the distribution body 27 contains a second cylindrical bore 42 disposed in the axis of the injection valve 36.
At its end remote from the valve 36, the bore 42 forms a chamber 43.
The bore 41 constitutes the cylinder of the pre-injection piston 44 which is lapped therein with a leaktight seal and which carries, on the side of the connector 26, an extension 45 which abuts against the face 46 of the connector 26 and which thus limits the stroke of the piston 44 to room 40.
The delivery stroke of the piston 44 is limited by the face 47 of the intermediate part 28, against which the extension 48 of the piston 44 abuts.
A spring interposed between the stop face 47 and the piston 44 tends to bring the latter against the stop face 46.
The charge piston 50, which is run in the bore 42, carries a plate 51. Between the latter and the plate 53 mounted on the injection valve 36 is disposed a coil spring 52, the pressure of which tends to close. the valve 36. The stroke of the load piston 50 is limited in both directions due to the fact that the plate 51 meets, on the one hand, the stop face 54 of the distribution body and, on the other hand, the face of stop 55 of the intermediate piece 28.
The cylinder 41 of the pre-injection piston 44
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and the chamber 43 which constitutes the charge chamber of the injection valve are interconnected by a passage 56 which is open at the end of the discharge stroke of the piston 44, by the edge 57 thereof.
In addition, a passage 59 goes from the bore 42 to the bore
41. The piston 44 is provided with a circular groove 60 which, through a channel 60 formed in the piston, communicates permanently with the pipe 34; by means of the groove 60, the piston 44 controls the communication between the passage 59 and the pipe 34 which leads to the injection ports. During the back stroke of the piston 44, this communication is established already before the opening of the passage 56. The charging piston 50 has a longitudinal groove 58 which starts from the charging chamber 43, and a circular groove 62. which communicates with the groove 58. The communication between the load chamber 43 and the passage 59 is therefore controlled by the piston 50, which establishes it approximately in the middle of its stroke towards the valve 36.
From the charging chamber 43 to the chamber 40 which is connected to the injection line 24, there is a fuel return passage controlled by the check valve 63. This opens towards the chamber 40. and closes under the pressure of the spring 64. The valve 63 carries a collar 65 which, between it and the wall of the bore in which it is disposed, determines a throttle which dampens the movements of the fuel even when the valve 64 is fully open.
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When the piston 2 of the fuel pump performs its discharge stroke and pressurizes the fuel in line 24, this pressure is also communicated to the fuel contained in the chamber.
40 where it acts on the pre-injection piston 44 and moves it towards the pipe 34 which goes to the injection ports. This piston then compresses the spring 29, pushes fuel back through the pipe 34 and pressurizes the fuel in the annulus chamber 35. This pressure acts on the shoulder 39 of the injection valve 36 and opens the one. here, against the closing force transmitted to it by the spring 52; fuel then spurts out into the combustion chamber, through the injection orifices 33.
During its delivery stroke, the piston 44 discovers the exit from the passage 59 which is still, on the other hand, blocked by the charging piston 50. Then, at the end of the stroke, it discovers the passage 56 so that the pressure of the fuel, which the pump continues to discharge, can be exerted in the charging chamber 43, and on the charging piston 50.
The spring 49 prevents the pre-injection piston 44 from transmitting to the pipe 34 and to the annular chamber 35 all the pressure which prevails in the chamber 40. From the valve 36, there is only the shoulder 39 and a small portion of needle 37 to receive the pressure component which, from chamber 35, acts to keep the valve open.
A lower pressure due to the throttling of the fuel acts, in the same direction, on
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the remainder of the needle 37. Therefore, the force which tends to keep the valve open is smaller than that which, from the charge chamber 43, tends to move the charge piston 50 towards the valve 36. As a result, In fact, this piston has a diameter substantially equal to or even greater than the barrel 38 of the valve, and it is exposed over its entire face to a fuel pressure substantially equal to that in the chamber 40. The closing force which , by the spring 52, the charge piston 50 transmits to the valve 36 therefore returns the latter to its seat and terminates the preliminary injection.
After a certain ignition delay, the injected fuel will ignite rather abruptly but, since its quantity is only small, its ignition will not produce an inadmissible increase in the pressure in the combustion chamber.
Very shortly after the edge 57 has discovered the passage 56, the extension 48 of the piston 44 reaches the stop face 47, so that the piston is stopped and ceases to transmit, to the contents of the pipe 34, the pressure of the chamber 40. The fuel pressure which the pump continues to discharge, through the pipe 24, the chamber 40 and the passage 56, towards the charge chamber 43, then moves the charge piston 50 and the compresses spring 52, thereby increasing the closing force acting on valve 36.
During its movement, the charge piston 50 communicates the passage 59 with the charge chamber 43 by means of the grooves 58 and 62 and thus completes the communication of the
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injection pump to the annular chamber 35, through the aforementioned channels, the groove 60 and the channel 61 of the piston 44 and the pipe 34. The fuel which is delivered through this communication into the chamber 35 does not, however, arrive open valve 36; in fact, the pressure which reigns in the chamber 43 is substantially equal to that which reigns in the annular chamber 35, so that, for the reasons given above, the closing force transmitted to the valve 36 by the piston 50 and by the spring 52 is greater than the force exerted on it by the pressure in the chamber 35.
When the plate 51 of the charge piston 50 reaches the stop face 55 this piston stops and ceases to compress the spring 52 despite the pressure increase which continues in the charge chamber 43. As the fuel pressure continues to increase. increase also in the annular chamber 35, the force transmitted by the spring 52 is soon no longer sufficient to keep the valve 36 closed. The latter is then opened by the pressure of the fuel which acts on the shoulder 39 , and the main fuel injection begins. Thanks to the pre-injection of the fuel, the conditions in the combustion chamber are now much more favorable for the ignition of the injected fuel, and this takes place in a shorter time than during the pre-injection.
The fuel therefore ignites as it is injected and can be introduced in a useful quantity without the gas pressure in the
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combustion chamber increases with undesirable rapidity.
When the pump stops delivering fuel through line 24, and causes a pressure drop there by withdrawing a certain quantity of fuel, this pressure drop is also communicated to chamber 40. Consequently, the pre-injection piston 44 is returned to this chamber by its spring 49 and by the pressure of the fuel in the line 34. The pressure decrease is also communicated to the charge chamber 43, the fuel therein can expand either through passage 56 or through check valve 63, which opens. After a certain pressure drop in the chamber 43, the charging piston 50 can then be returned to the chamber 43 by the force of the spring 52.
The return of the pre-injection piston 44 to the chamber 40 is accompanied by an expansion of the fuel contained in the pipe 34 and in the annular chamber 35, so that the pressure which acts on the shoulder 39 and on the needle 37 valve 36 is no longer sufficient to keep open. This closes and terminates the main injection.
In its return stroke, the pre-injection piston 44 first closes the passage 56, so that the fuel contained in the charging chamber 43 can no longer expand towards the chamber 40 and the pipe 24 except through the valve 63, the collar 65 of which slows down the movement of the fuel and
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therefore, the rapidity of the pressure drop in the chamber 43 decreases. The charging piston
50 can then be returned only slowly to this chamber by the spring 52 which, in turn, only relaxes little by little. The passage 59 therefore still remains in communication with the charging chamber 43; in the meantime, the latter still communicates with the pipe 34 and the annular chamber 35 provided that the passage 59 is not blocked by the pre-injection piston 44.
During this time, the pressures can equalize between the charging chamber 43 on the one hand and the pipe 34 and chamber 35 on the other hand. This pressure equalization is accompanied by a transfer of fuel from chamber 43 to pipe 34 and to the spaces that communicate with the latter; this transfer is favored by the movements of the pistons 44 and 50 and makes it possible to more or less fill the vacuum which the pre-injection piston then creates on its return. Thus, a sufficient quantity of fuel will be available in line 34 and its annexed spaces, at the start of the following discharge period, to carry out the pre-injection.
During the pressure equalization which has just been mentioned, the closure of the injection valve is ensured because the area of the charge piston 50 on which the pressure in the charge chamber 43 acts is greater than the surface of the valve 36, on which the fuel pressure in the annular chamber 35 acts in the opposite direction.
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The passage 59 then being closed by one of the 2 pistons 44 or 50, the pre-injection piston 44 continues its return stroke by reducing the pressure in the pipe 34 and the annular chamber 35 until its extension 45 touches the stop face 46. Gradually, the charge piston 50 also returns to its initial position, continuing to deliver fuel to the chamber 40, through the valve 63. It stops when the plate
51 reaches the stop 54, and then the check valve 63 is closed by its spring 64.
The injector assembly shown in figure
4 is generally similar to that shown in Figures 1 to 3 and its operation is similar. However, it differs in the following details:
The intermediate piece 28 constitutes the main body of the assembly. The connector 26 and the distribution body 27 on the one hand, and the injector body 29, on the other hand, are fixed thereto by means of nuts.
70 and 71. As in the previous example, the method of fixing the assembly in the cylinder head 32 of the engine cylinder has not been shown.
The chamber 40 which is connected to the pipe 24 by the passage 25 is formed only by the small space which remains free, in the cylinder 41, between the pre-injection piston 44 and the stop face 46 of the connector 26.
The pre-injection piston 44 only forms a leaktight seal in its cylinder 41 over a part of its length still located between the outlet of the passage 56
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and the pipe 34. On the other hand, over the part of its length which is between the passage 56 and the edge 57 which controls the total opening, the diameter of the piston 44 is very slightly smaller than the diameter of the pipe. cylinder 41. The clearance which exists between this portion of the piston and its cylinder therefore forms a throttled passage through which the load chamber 43 and the passage 56 communicate permanently with the chamber 40 and the pipe 24 which comes from the pump . This game is greatly exaggerated in the figure.
This embodiment of the pre-injection piston 44 eliminates the need for the separate fuel return passage between the charge chamber 43 and the line 24.
Between the stop face 47 of the intermediate piece 28 and the pre-injection piston 44, the embodiment according to FIG. 4 does not have a spring.
The stop faces 72 and 73 which in both directions limit the stroke of the load piston 50 are formed, the first by a face of the connector 26, and the second by a face of the distribution body 27; they cooperate with the head 74 of the piston 50 which is located in the chamber 43.
Instead of the passage 59 provided in the embodiment according to FIGS. 1 to 3, there is provided a channel 75 which starts from the cylinder 42 and which is in permanent communication with the pipe 34 which brings the fuel to the chamber 35 and to the injection orifices 33, The communication of the charging chamber 43 to channel 75 is controlled by the edge 77 of the load piston 50,
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which discovers the opening of this channel halfway through the piston 50. Between the edge 77 and the head 74, the piston
50 has a diameter substantially smaller than its cylinder 42 for passing fuel.
The pre-injection takes place as in the case of figs. 1 to 3, since the small amount of fuel which can pass from chamber 40 to passage 56 during this short period of the device duty cycle is negligible.
When the passage 56 is completely exposed by the ridge 57 and the pressure in the chamber 40 communicates to the loading chamber 43, the injection valve 36 immediately closes despite the pressure. absence of a spring which would oppose the full transmission of the pressure from the chamber 40 to the annular chamber 35. In fact, in this embodiment, the load piston 50 has been given a much larger diameter. larger than the barrel 38 of the valve 36, so that the latter is kept closed even when the pressure is equal in the chambers 43 and 35.
During the stroke that the charge piston performs under the pressure of the fuel in the charge chamber 43, the ridge 77 discovers the opening of the channel 75 and thus places the chambers 43 and 35 in communication, through the pipes 75. , 76 and 34.
The opening of the valve for the main injection, however, takes place only after the head 74 of the piston 50 has reached the stop face 73 and the closing force of the valve 36 ceases to be increased.
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by the compression of the spring 52. The valve 36 is then opened by the pressure of the fuel in the annular chamber 35.
When the pump decreases the pressure in the line 24 and in the chamber 40, the fuel contained in the line 34 and in the annular chamber 35 expands by returning the pre-injection piston 44 to the chamber 40. As soon as the pressure in the annular chamber is no longer sufficient to keep the valve 36 open, the latter is closed by the spring 52. However, the communication of the chamber 35 with the load chamber 43 is maintained independently of the movement of the valve. return of the pre-injection piston 44, until the channel 75 is closed by the ridge 75. Therefore, before the closure of the channel 75 the charge piston 50 can deliver fuel to the pipe 34 and its annexes by performing its return stroke under the pressure of spring 52.
By this delivery of fuel, sufficient pressure is maintained in this pipe and these annexes to return the pre-injection piston 44 to its original position. In addition, the pumped fuel is available for pre-injection during the next work cycle.
After the ridge 77 has closed the channel 75, the fuel which the charge piston 50 discharges from the chamber 43 during the remainder of its stroke passes through the passage 56, then, the constriction formed by the clearance between the pre-injection cylinder 44 and its cylinder 41, to flow to the chamber 40 and the pipe 24
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or the pressure has already been reduced by the fuel pump. Said throttle will preferably be narrow enough so that the charge piston 50 can regain its original position only slowly enough but does so before the start of the next discharge period of the fuel pump. - tible.
The operating precision of the device would hardly be reduced if the clearance between the latter and its cylinder were extended to the entire length of the pre-injection piston; such a constant diameter piston would be easier to manufacture.