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Dispositif d'injection de combustible pour moteurs à combustion interne.
La présente invention concerne des perfectionnements aux systèmes ou dispositifs d'injection de combustible pour moteurs à combustion interne.
Un des buts de l'invention est de fournir une variante de l'injecteur de combustible décrit au brevet belge N 429. 889
Dans le brevet belge en question, on a décrit un système d'injection dans lequel un injecteur de combustible est pourvu dtun pointeau pour commander l'écoulement du combustible par la tuyère, et le pointeau est ouvert par la pression du comhustible agissant sur un piston d'ouverture, laquelle pression
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du combustible est maintenue continuellement; le pointeau est fermé par l'application d'une pression de fluide, au moment désiré de fermeture, sur un piston de fermeture capable de surmonter l'action du piston d'ouverture. Dans cette construction, le piston d'ouverture et le passage vers l'orifice de jet de combustible sont soumis à la même pression de fluide.
La disposition inverse a également été proposée, savoir : demaintenir la pression sur le piston de fermeture continuelle- ment et de faire varier la pression périodiquement sur le piston d'ouverture qui devait avoir une surface effective plus grande que le piston de fermeture.
Suivant la présente invention, dans un système d'injection dans lequel on utilise un injecteur de combustible comportant un orifice de jet de combustible et une soupape pour celui-ci, commandée par un piston d'ouverture et un piston de fermeture, et dans lequel la pression sur le piston d'ouverture est modifiée périodiquement pour déterminer l'ouverture et la fermeture de la soupape, on a prévu un ressort d'ouverture pour aider l'action d'ouverture du piston d'ouverture.
Le piston d'ouverture peut avoir une surface effective égale à celle du piston de fermeture ou plus petite que celleci. La pression de fermeture peut être appliquée par l'arrivée continue de combustible au piston de fermeture et le piston de fermeture peut être en communication avec un passage conduisant au siège de soupape de l'orifice de jet de combustible. Le piston d'ouverture n'est pas alors en communication directe avec le passage conduisant au siège de soupape et à l'orifice de jet de combustible. Comme dans le cas du brevet antérieurement cité, la soupape est fermée par la pression de combustible tandis que la pression est maintenue encore complètement au siège de la soupape.
L'invention comprend en outre, danc un système d'injection de combustible dans lequel il est fait usage d'un injecteur comportant un orifice de jet de combustible et une()soupape
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pour celui-ci, pourvue d'un piston d'ouverture et d'une liaison venant d'un distributeur pour celui-ci, de telle façon que la soupape est ouverte par l'application périodique de pression sous la commande du distributeur vers le piston d'ouverture, la disposition d'une soupape auxiliaire d'obturation dans un passage à combustible conduisant au jet de combustible,
soupape d'obturation qui est soumise à l'action de la pression sus dite provenant du distributeur de telle sorte que la soupape en broche ouvre le passage lorsque le distributeur applique la pression au piston d'ouverture et le ferme lorsque la pression du distributeur est supprimée ou diminuée sur ce piston. Cette pression est coupée du siège de soupape et de l'orifice de jet immédiatement après que la soupape est fermée et n'est pas réappliquée jusqu'à ce que l'application de pressàon au piston d'ouverture déplace la soupape d'obturation lorsque la soupape à l'orifice de jet doit être ouverte de nouveau, et on évite ainsi toute fuite non désirée du combustible dans le cylindre du moteur à des périodes où l'injection est supposée être coupée.
On trouvera ci-dessous une description, à titre d'exemples, de constructions suivant la présente invention, avec référence aux dessins annexés dans lesquels:
La fig. 1 est une coupe longitudinale dans un injecteur ne présentant pas de soupape d'obturation auxiliaire.
La fig. 2 est une vue semblable d'un autre injecteur fonctionnant suivant le même principe qu'à la fig.l, mais pourvu d'une soupape d'obturation auxiliaire.
Sil'on se reporte à la fig. l, l'injecteur de combustible comprend un corps 11 pourvu d'un forage axial central 12 Au corps 11 on a fixé par un écrou de raccordement 13 une tuyère 14 comportant à son bout des orifices de jet de combustible 15 et un siège 16 derrière les extrémités internes deces ouvertures 15, siège sur lequel un pointeau 17 est destiné à se fermer. Le pointeau 17 s'adapte exactement dans la tuyère 14
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et est pourvu de rainures 18 pour diminuer les fuites.
Autour de l'extrémité du pointeau, entre la partie cylindrique qui s'adapte dans le forage de la tuyère et le siège 16, il y a une partie élargie 19 dans le trou intérieur de la tuyère 14 pour constituer une chambre de pression, et de celle-ci lors- que le pointeau est ouvert, du combustible peut s'écouler par les orifices de jet 15 dans le cylindre du moteur.
A l'intérieur du corps 11 se trouve un écrou de réac- tion 20 contre lequel prend appui un ressort 21 et ce dernier s'appuie également contre un organe de pression à épaulement 22 qui à son tour prend appui par l'intermédiaire d'une bille 23 sur la tige 24 du pointeau 17. De cette manière, le res- sort tend à maintenir le pointeau fermé.
On a fixé au corps 11 au moyen d'un écrou 25 une pièce de commande 26 qui contient une chambre de commande 27. La chambre de commande 27 comporte un forage cylindrique, coaxial aux autres pièces de la tuyère d'injection, dans lequel fonc- tionne un piston de commande 28. Le pis ton 28 porte une tige de piston 29 (obturant la chambre 27) qui passe vers le bas à travers l'écrou de réaction 20 et s'appuie par la tige 30 sur l'arrière de l'organe de pression à épaulement 22. Les pièces 28,29 et 30 peuvent être des pièces séparées, si on le désire, pour éviter les difficultés dues au problème consistant à obtenir une concentricité exacte de tous les différents forages.
Entre le prolongement de commande 26 et l'oreane de réaction 20, on a inséré une rondelle élastique 31 pour empê- cher l'organe de réaction de se dévisser sous l'effet des vi- brations tout en lui permettant de rester dans n'importe quelle position désirée donnée par réglage, de façon que la pression effective du ressort 21 puisse être modifiée.
Coaxialement par rapport à l'extrémité du prolongement de commande 26, on a placé un nipple 32 pour la liaison à un tuyau d'alimentation pour du combustible sous la pression @
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d'injection. Il est à remarquer que cette pression agit sur le piston 28 dans une direction tendant à fermer le pointeau 17 par l'intermédiaire des tiges de piston 29 et 30 et de l'organe de pression 22. Au moyen des passages 33,34 et 35, forés respectivement dans la pièce de commande 26, le corps d'injec- teur 11 et la tuyère 14, l'huile combustible est transportée vers la chambre de pression 19 située derrière le siège 16 du pointeau.
A l'intérieur de la chambre de commande @7 se trouve un fort ressort 36 qui agit sur le piston 28 dans une direction s'opposant à la pression de feremeture du combustible d'injection et la contrebalaçaht partiellement. Dans le côté du prolongement de commande 26, on a pratiqué un passage 37 qui est relié par un connecteur 38 à un tuyau de distributeur.
Il est à remarquer que le connecteur 38 entoure l'extérieur cylindrique du prolongement de commande 26 de façon serrée et comporte un bossage fileté 39 d'un côté, dans lequel se trouve un nipple 40 à double cône de telle façon qu'une extrémité filetée appropriée du tuyau distributeur peut être aisément accouplée à celui-ci de manière étanche à la pression. Le passage 37 conduit dans la chambre de commande 27.
La face du piston 28 qui bute sur le ressort 36 constitue un piston d'ouverture qui a toutefois une surface effective plus petite que l'autre face qui constitue un piston de fermeture . Toutefois, par suite de l'aide du ressort 36 si une pression est appliquée par un distributeur, au moyen du passage 37 au piston d'ouverture, cette pression sera suffisante pour obliger le pointeau 17 à ouvrir la pression d'injection, l'action sur le pointeau 17 étant suffisante pour surmonter la résistance offerte par l'ouverture 12.
Le pointeau 17 lui-même a une certaine surface, comme on le voit au dessin, surface qui agit pour aider le piston d'ouverture à ouvrir le pointeau, mais les surfaces combinées effectives prises ensemble n'atteignent pas la surface de la face de 71
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fermeture du piston 28 et le ressort 36 remplit par conséquent une fonction essentielle en assurant l'ouverture du pointeau contre la pression continuelle du combustible dans la direction de la fermeture.
On n'a prévu aucun ressort de fermeture agissant sur le piston 28 vu que le combustible sous pression agissant continuellement sur le piston 28 dans la direction de fermeture tend à tous moments à presser le piston vers le pointeau 17.
Un orifice de sortie pour les fuites est prévu en 41 et cet orifice peut être muni d'un nipple et d'une liaison vers un tuyau d'évacuation si on le désire.
Le distributeur et les liaisons de fourniture de combustible peuvent fonctionner de la manière décrite au brevet belge antérieur ? 429.889 sauf que les soupapes et le mécanisme de commande du distributeur sont modifiés de telle fa- çon que la pression est appliquée par l'intermédiaire du passage 37 à partir du distributeur chaque fois que l'injection doit se produire, au lieu que la pression soit appliquée pendant les périodes au cours desquelles l'injection doit être empêchée.
On remarquera par conséquent que (pourvu que la pression convenable de combustible soit disponible), chaque fois que l'injection doit se produire, le pointeau 17 est obligé de s'ouvrir par l'application de pression par le passage 37 et que lors que l'injection doit se terminer, cette pression est supprimée ou diminuée, ce qui permet au pointeau 17 de se fermer sous l'influence de la pression de combustible appliquée par l'intermédiaire du nipple 32 et sous l'influence du ressort 31. Sous tous les autres rapports, la commande peut être effectuée comme on l'a décrit au brevet belge antérieur N 429.889, et la présente invention fournit par conséquent une variante d'injecteur par rapport à celui décrit dans ce brevet antérieur.
Dans l'injecteur représenté à la fig. 1 des dessins, la pression de combustible est maintenue continuellement dans/,.la
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chambre de pression 19 et le siège 16 est par conséquent le seul moyen d'empêcher les fuites de combustible dans le cylin- dre du moteur à des moments autres que ceux où l'injection doit se produire, mais dans le brevet belge antérieur N 429. 889 on à décrit une soupape d'obturation auxiliaire qui est action- née par la pression du distributeur de façon à empêcher la pression au siège du pointeau d'être appliquée aux moments où ce n'est pas nécessaire.
Une soupape d'obturation auxiliaire remplissant ce but peut également "étre prévue suivant la présente invention et la construction de la fig.2 montre cette disposition.
Suivant la fig. 2, la construction comprend un corps de tuyère 50 auquel on a fixé par un éorou de raccordement 13 une tuyère 14 semblable à celle de la fig. 1 et contenant un poin- teau 17 Le pointeau 17 est fermé par un ressort 21 agissant par l'intermédiaire d'un organe de pression 22 et soutenu par un écrou de réaction 20 comme on l'a décrit antérieurement.
Deplus, le corps de tuyère 50 est pourvu d'un passage à com- bustible 34 communiquant avec un passage 35 dans la tuyère, également comme on lta décrit précédemment.
Dans la construction représentée à la fig. 2, le corps d'injecteur 50 est élargi excentriquement à l'extrémité supé- rieure, comme on l'a indiqué au dessin en 51, et la partie de commande de l'injecteur, au lieu d'être maintenue sur l'extré- mité de celui-ci comme la pièce 26 à la fig, 1, est constituée par une partie de commande cylindrique 52 qui est enfermée dans la partie élargie 51 et y est maintenue par un tampon vissé 53 sur lequel un nipple 54 est formé pour la liaison à la source de combustible sous pression.
La pièce de commande 52 contient une chambre de comman- de 27 comme on l'a décrit plus haut et un piston 28 qui reçoit l'action d'un ressort d'ouverture 36. Il y a en plus une liai- son latérale 39 pour un nipple d'un tuyau d'alimentation de distributeur, et la construction générale et le fonctionnement @
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des pièces sont semblables à ceux décrits précédemment. Dans le c8té de la pièce de commande 52 qui, par suite de sa disposition excentrique forme un prolongement latéral de l'organe de commande vers un côté de l'axe du piston 28, on a prévu un forage transversal 55 contenant une soupape en broche 56. La soupape d'obturation auxiliaire 56 est ouverte sous la pression dans la chambre de commande 27 et est déplacée contre cette pression au moyen d'un ressort de rappel 57.
Au lieu du ressort 57 on peut prévoir une communication venant du passage 59 de telle façon que la soupape est ramenée par la pression du combustible. La soupape d'obturation auxiliaire comporte vers le milieu de sa longueur une rainure circonf érencielle 58 qui est disposée de telle façon que lorsque la pression dans la chambre 27 refoule la soupape en arrière contre le ressort 57, la rainure est amenée en correspondance avec un passage de combustible 59 qui est formé dans la pièce de commande 52 et sert à relier l'alimentation de haute pression à travers le tampon 53 aux passages de combustible 34 et 35 mentionnés précédemment. Lorsque le distributeur applique la pression dans la connexion 39 pour obliger le pointeau à s'ouvrir,
la soupape d'obturation auxiliaire est refoulée en arrière et permet à la pression de combustible provenant du nipple 54 d'atteindre le siège du pointeau 17. A d'autres moments le ressort 57 presse la soupape 56 vers la chambre centrale 27 et coupe la pression de la partie inférieure du passage 59.En même temps un méplat 60 à la partie inférieure de la soupape 56 sert à relier le passage 59 à un passage d'évacuation 61 dans la pièce de commande 52, lequel passage d'évacuation conduit à l'espace central autour de la tige de piston 29.
On remarquera que la tige de piston 29 passe à travers l'écrou de réaction 20 avec un jeu, de sorte que les fuites passant le long du pointeau 17 peuvent également arriver le long de la tige de piston 29 dans le même espace que celui vers lequel le passage de fuite 61 débite le combustible venant éventelle-
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ment de la soupape en broche 56. Il est nécessaire de prévoir des mesures pour que ces fuites soient éliminées de la tuyère et ceci est réalisé de la manière suivante:
Une rondelle de bourrage 62 est prévue entre le prolongement de commande 52 et le fond de la cavité du corps 50 dans laquelle le prolongement 52 est placé. Le prolongement 52 est refoulé contre cette rondelle de bourrage au moyen du bouchon vissé 53 indiqué précédemment.
La rondelle de bourrage est toutefois de diamètre un peu plus petit que la face plate sur laquelle elle repose de sorte qu'un passage annulaire pour le combustible est prévu autour de celle-ci. Un canal radial 63 dans le corps 50, en-dessous de la rondelle de bourrage 62, relie l'espace central situé autour de la tige de piston 29 au passage annulaire et un canal 64 créé dans la périphérie du prolongement 52 relie le passage annulaire entourant la rondelle 62 au trou de la soupape en broche au-delà du passage 59. Un autre canal 65, d'un coté du trou de la soupape en broche, assure la communication avec l'espace dans lequel le ressort 57 est logé et 'de là il y a un passage de fuite 66 qui peut, si on le désire, être relié par un nipple approprié à un tuyau d'évacuation.
Si la soupape 56 est ramenée par la pression de combustible et non par le ressort 57, l'évacuation doit être placée ailleurs, par exemple comme l'orifice de'sor- tie 41 à la fig. 1.
En vue d'empêcher la soupape 56 de tourner dans la construction représentée de telle fagon que le méplat 60 cesse de correspondre avec les passages 59 et 61, elle possède une tige 67 qui est pourvue d'un méplat d'un coté et une vis non représentée au dessin s'appuie sur ce méplat et empêche ainsi la rotation.
Dans le fonctionnement du dispositif, on voit que l'application de la pression dans la chambre de pression 27 ne sert pas seulement à ouvrir le pointeau 17 mais également à
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ouvrir par poussée la soupape en broche 56 ce qui laisse/entrer
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la pression dans la chambre 19. Dès que cette pression est coupée, la soupape 56 est poussée et relie la chambre de pression 19 à l'orifice de fuite de sorte que la pression de combustible est empêchée d'agir sur le siège du pointeau 17, excepté aux moments où le pointeau doit rester ouvert en vue de l'injection.
Le pointeau 17 se ferme en pratique contre la pleine pression de combustible dans la chambre 19 et la soupape 56 coupe cette pression immédiatement lors de la fermeture, mais pas avant, parce que cette soupape ne peut pas se mouvoir pour modifier la connexion tant que la pression dans la chambre de commande 27 n'est pas tombée en-dessous de celle qui est nécessaire pour soutenir le pointeau 17 ouvert.
Lorsque les soupapes sont ouvertes, par suite de la légèreté de la soupape en broche et du fait qu'elle a une grande face de pression comparée à son poids et à la force de son ressort, elle s'ouvre même plus rapidement que le pointeau 17 de sorte qu'il n'y a pas de retard entre l'ouverture du pointeau et le commencement de l'injection. Ceci est encore aidé par le fait qu'à la phase de l'ouverture, jusqu'à ce que la soupape 56 soit ouverte, l'effet de la pression d'ouverture sur le pointeau 17 lui-même, qui tend à aider la pression d'ouverture sur le piston 28, ne peut se produire.
La construction et le fonctionnement du pointeau conformément à la présente invention sont particulièrement avantageux par suite du fait que la pièce de commande contenant le piston de fonctionnement 28 peut être enlevée par l'arrière du corps de tuyère 11 sans que cela dérange la tuyère d'injection 14 ou sans qu'il soit nécessaire de démonter les éléments in- termédiaires. En outre la quantité de combustible nécessaire pour faire fonctionner les pièces au moyen de la connexion de distributeur 39 est très petite et par conséquent une quantité minime de fluide entrant par la connexion de distributeur oblige le pointeau à s'ouvrir et la libération de cette minime
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quantité l'oblige à se fermer,
ce qui assure un fonctionnement
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rapide et évite de grandes fluctuations de fluide dans les conduites de pression et les pièces reliées à celles-ci.
Bien que dans le système décrit ci-dessus, les pistons d'ouverture et de fermeture soient actionnés par du combustible sous la pression d'injection, il doit être bien entendu que ces pistons pourraient être actionnés conformément à la présente invention par un autre fluide que le combustible, fonctionnant si on le désire sous une autre pression; dans ce cas la dimension des pistons et la force du ressort seront modifiées de façon à procurer les forces nécessaires pour actionner les pièces.
Dans une autre variante de construction, au lieu de relier le passage 33 à l'espace situé derrière la face de piston de fermeture du piston 28 (fig. 1) il peut être relié à la chambre de commande 27. Dans ce cas si le passage s'ouvre dans la paroi juste au-dessus de la face de piston d'ouverture du piston 28, lorsque la soupape 17 est fermée, le piston 28 ooupera le combustible du passage 34 et agira comme une sorte de soupape d'obturation auxiliaire.
R e v e n d i c a t i o n s .
-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-oI/ Un système d'injection de combus tible comprenant un injecteur de combustible qui comporte un orifice de jet de combusti- . ble et une soupape pour celui-ci, commandée par un piston d'ouverture et un piston de fermeture, et dans lequel la pression sur le piston d'ouverture est modifiée périodiquement pour déterminer l'ouverture et la fe¯remture de la soupape, caractérisé par la disposition d'un ressort d'ouverture pour aider l'action d'ouverture du piston d'ouverture.