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PROCEDE ET-DISPOSITIF POUR LE REGLAGÉ AUTOMATIQUE DE L'AMENEE DE COMBUSTIBLE DANS LES MOTEURSA COMBUSTION INTERNE.
Si dans un moteur à combustion Interne, l'adaptation de' . la quantité de combustible à. amener- par, course de travail à
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la charge' du; moteur se fait-au moyen-d*un régulateur autoinatique,, celui-cf imprime,- en'cas'dune-'dimïnution.de charge '' forte-se produisant rapidement,'à''1 organe'.de reLglaàe"d,-u dom9 bustible tout d'a'bord.tdép,s.a,cem.enttelement fort'dans'le /' sens dé la d¯ïmizution, de ia;. qïfantité adé combustï'bÏe;
rquè. cét- i te quantité de,combuatildle s''annule (ou.'.est¯-au moins beauçup"1Y' . plus petite, que la quantité qui correspond à la chaege pré- sente de la machine. C'est seulement petit à petit que le régulateur égalise ce "surréglage" et adapte la quantité de combustible à la'charge présente du moteurs. Pendant l'intervalle dans lequel la quantité de combustible par coursede travail est égale à zéro ou'tout-au moins plus .petite..que La
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quantité de combustible,,, correspondant à Ia . Éharée.- pré sà$Éàlµ 1])Îl)J,
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le moteur doit être maintenu en marche par le volant ou une autre masse d'inertie.
Pour les moteurs ayant peu de,masses d'inertie ou sans volant (par exemple dans les moteurs à pistons libres), ce dispositif pour le réglage de l'amenée de combustible convient donc peu car,il subsiste le danger que le moteur s'immobilise en cas d'une diminution de charge, par suite de l'absence ou d'une réduction trop forte de l'a- menée de combuptible.
Cet inconvénient est évité, suivant la présente inven- tion, par le fait que dans lés moteurs à combustion interne ayant peu de masses d'inertie ou sans volant, la variation de la quantité de combustible à envoyer par course au moteur sous l'effet du régulateur en cas' de variation de la charge, se fait de telle manière que la variation de la quantité de combustible correspondant à une petite fraction déterminée de la déviation d'ensemble du régulateur diminue de plus en plus au fur et à mesure,de la diminution de la charge de la machine.
Un semblable mode de réglage a pour effet que dans la région de forte charge de la machine, le réglage de l'amenée de combustible s'effectue de la manière usuelle et que pour une forte déviation du régulateur, liée à une diminution con- sidérable de la charge et sé produisant dans le sens d'une diminution de l'amenée de combustible, cette amenée de com- bustible ne diminue pas - comme dans les dispositifs usuels de réglage.- à peu près proportionnellement à la déviation du régulateur, mais de plus en plus lentement avec l'accrois- sement de cette déviation.
Ce mode de réglage offre par con- séquent pour des moteurs à combustion interne ayant peu de masses d'inertie ou sans volant, l'avantage particulier que par suite de la diminution de plus en plus lente de l'amenée de combustible en cas de diminution croissante de la charge de la machine, le surréglage est fortement éliminé et qu'en
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conséquence le danger, se produisant dans ces machinés en cas de fort surréglage, de 1.*immobilisation de la machine est supprimé.
Cet effet est,obtenu d'une manière particulièrement com- plète lorsque la diminution de la.variation de quantité de combustible correspondant à une partie déterminée minime de la déviation de régulateur et se produisant en cas de charge décroissante' du moteur se prolonge jusqu'à la valeur finale zéro et atteint celle-ci lorsque la quantité de combustible amenée au moteur par course,de travail est descendue à la valeur nécessaire pour lamarche à vide du moteur. Même en cas d'une chute forte et rapide de la charge de la machine, le régulateur'ne peut donc pas établir alors une amenée'de combustible par course plus petite que celle correspondante à la consommation en marche à vide.
Le dispositif pour la réalisation de ce nouveau mode de réglage se réalise de façon particulièrement simple dans le cas de moteurs à combustion interne à injection dans lesquels la quantité, à amener par course, de combustible liquide est mesurée au moyen d'une pompe et est amenée ainsi à la machi- née Il est alors connu, en vue de la variation de la quanti- té de combustible refoulée par course de travail par la pom- pe (du débit de la pompe) de disposer le piston de pompe de façon qu'il puisse tourner en va-et-vient et de prévoir dans sa surface périphérique 'un évidement qui est en communication permanente avec la chambre de travail de la pompe et qui pré- sente une arête,de délimitation (arête de-commande) s'éten- dant obliquement par rapport à l'axe du piston et qui coopè- re avec un canal (canal de commande)
traversant la paroi du cylindre et aboutissant à un espace de minime pression. L'a- gencement est en outre 'établi en règle générale de telle ma- nière que l'angle de commande ouvert tout d'abord lors de la course de refoulement est fermé pendant cette course par la
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surface périphérique du piston voisine de l'arête de comman- de après une longueur de course plus ou moins longue dépen- dant de la position angulaire du piston (commencement varia- ble de l'injection), ou bien de telle manière que le canal de commande est toujours fermé déjà dans la partie de début de la course de refoulement et est ouvert par l'arête de com- mande après une longueur de course plus ou moins grande (fin variable de l'injection).
En règle générale:, chaque endroit de l'arête de commande fait le même angle, approximativement au moins, avec l'axe du piston de sorte que la variation de la quantité de combus- tible refoulée correspondant à l'unité de rotation angulaire du piston reste approximativement constante sur toute la por- tée de réglage. Il est toutefois connu également de donner à cette arête de commande une forme recourbée telle que l'angle qu'elle fait à une extrémité avec l'axe du piston est diffé- rent de l'angle correspondant à l'autre extrémité. Il est en outre connu également de disposer cette arête de commande de manière que le grand angle se trouve dans la région du grand refoulement et que le plus petit angle se trouve dans la ré- gion du plus petit refoulement, ou aussi inversement.
Il man- que toutefois d'indications sur la question de savoir pour quel cas d'application l'une ou l'autre forme est à envisager et quels avantages il résulterait d'une semblable applica- tion. On n'a pas prévu en outre, dans ces dippositifs connus, que l'amenée minima de combustible établie par le régulateur ne peut pas s'abaisser jusqu'à la valeur zéro mais doit cor- respondre à la consommation de marche à vide du moteur.
Suivant la présente invention, dans une semblable pompe dont l'arête de commande est recourbée de telle manière que l'angle qu'elle fait avec l'axe du piston est le plus petit dans la région de l'arête de commande qui-est 'active pour les grands refoulements de la pompe et devient progressive-
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-ment de plus.en plus grand dans la transition vers-la région de plus petit refoulement. Cet agrandissement de l'angle to- tal est pousse au. point que cet angle atteint la grandeur' d'un angle droit. Cette arête de commande reçoit en outre une position telle que l'endroit de celle-ci où cet angle droit est atteint donne un refoulement qui correspond à la - consommation de marche à vide du moteur.
Depuis l'endroit où l'angle de l'arête de commande avec ' l'axe,du piston a atteint la grandeur d'un angle droit, l'a-. rête de commande peut s'étendre encore à l'angle droit par rapport à l'axe du piston sur une partie considérable de la périphérie du piston. Dans le cas d'une semblable conforma- tion même lorsque la déviation du régulateur provoquant une. diminution de l'amenée de combustible est encore plus grande que ce qu'exige l'obtention de la quantité de marche à.vide, le régulateur ne peut établir une amenée de combustible pas- sant en-dessous de cette consommation de marche à vide.
Le dessin montre aux figures 1 à 7 des exemples de réa- lisation de l'objet de l'invention'. Les figures 8 à 10 mon- trent à titre de comparaison une forme de réalisation-connue:
La figure 1 montre la pompe à combustible en coupe lon- gitudinale médiane.
La figure la montre le piston de cette pompe dans une autre position par rapport au cylindre.
'La figure 2' montre en, vue à plus grande échelle l'extrémité d'un piston de pompe suivant la figure 1 tournée vers la chambre de travail de la pompe.
La figure 3 est une vue en plan.
La figure 4 montre un développement de la paroi latéra- le du piston de .pomper
Les figures',5 et sa montrent un piston de pompe autrement conformé.dans deux positions différentes par rapport au cylindre.
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La figure 6 montre à plus grande échelle l'extrémité frontale du piston de pompe suivant la figure 5, en représentation en vue.
La figure 7 montre un développement de la paroi latérale de ce piston.
La figure 8 montre une vue de côté.
La figure 9 montre une vue en plan correspondante.
"La figure 10 montre un développement d'un piston de pompe.
Dans l'objet de la figure 1, un piston de pompe 3 peut coulisser dans le cylindre 2 monté dans le logement 1 de la pompe. Le mouvement de rentrée est imprimé au piston de pompe par une came 4 qui est fixée sur un arbre tournant 5 ou sur un arbre oscillant en va-et-vient et contre laquelle le piston 3 est appliqué au moyen d'un ressort 6, avec intercalation d'un poussoir 7 coulissant dans le logement 1 et pourvu d'un galet 8. A son extrémité externe le piston 3 porte des saillies radiales 9 qui peuvent coulisser dans des fentes 10 d'un manchon 11 pouvant tourner dans le logement 1.
Ce manchon porte une denture 12 qui est en prise avec une denture 13 d'une crémaillère 14 qui peut coulisser dans le logement 1 transversalement à l'axe du piston. Un coulissement de la crémaillère 14 a donc pour conséquence un pivotement du manchon 11 et du piston 3. L'extrémité du piston tournée vers la chambre de travail 15 de la pompe présente un évidement 16 qui est délimitée par une arête recourbée 17 (arête de commande). A une certaine distance de l'extrémité frontale, le piston 3 est pourvu d'une rainure 18 faite au tour qui est en' communication constante avec la chambre de travail 15 de la pompe par l'intermédiaire de conduits transversaux et longitudinaux 19 s'étendant dans le piston.
Dans la paroi du cylindre de pompe 2, on a prévu deux canaux 21, 22 qui sont à une certaine distance axiale,l'un de l'autre
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et qui relient à. la. chambre intérieure du cylindre la cham- bre d'aspiration 24 .raccordée à l'amenée de combustible 23.
L'arête de commande 17 de l'évidement 16 coopère avec le ca- nal 22.(canal de commande) de telle manière que ce canal est fermé-lors de la rentrée du piston par la surface périphéri- que voisine de l'arête de commande. Dès que le canal de com- mande est complètement fermé, le refoulement vers l'endroit d'injection commence par l'intermédiaire de la surface de pression 25, et par la conduite de refoulement 26. Avec l'au- tre canal 21 (canal de reflux) coopère l'arête 20 de la rai- nure 18,'arête la plus voisine de la chambre detravail 15 de la pompe, de telle manière que ce canal d'abord couvert est dégagé au cours du mouvement de rentrée du piston par l'arête 20. De ce fait le refoulement vers l'endroit d'injec- . tion est achevé..
La figure la montre le piston 3 pour la position dans laquelle se produit l'interruption du refoulement*
L'arête de commande 17 a une ¯forme telle (voir figures 2 à 4) que. l'angle qu'elle fait avec l'axe du piston varie - sur la longueur de, l'arête de commande;
cet angle est le plus petit dans la région de l'arête de commande qui donne en coopération avec le canal de-commande 22 un grand débit de la pompe' (dans le voisinage de .l'extrémité externeA) et - devient progressivement plus grand dans la transition vers la région de-plus petits-débits,,de telle manière.que pour l'endroit. (B) qui' donne en coopération avec le canal 22 la ' consommation de marche à vide du moteur, il est devenu un angle droit. A partir de cet endroit B, l'arête de commande 17 s'étend encore plus loin sur une partie considérable c de la périphérie du piston (jusqu'au point C) à angle droit par rapport à l'axe du piston.
L'arête de commande s'étend donc ,dans l'ensemble sur une longueur périphérique a qui se com- pose de la distance b, mesurée . * dans la direction . périphérie
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que (perpendiculairement à l'axe du piston) entre les points A et B, et de la longueur périphérique c.
Si le piston 3 prend la position angulaire pour laquel- le l'endroit B de l'arête de commande 17 coopère avec le ca- nal de commande 22 et s'il parvient lors de son mouvement de rentrée, dans la position dans laquelle l'arête de commande 20 ouvre le canal de reflux 21 (figure la)? au même instant l'antre arête de commande 17 a dépassé le canal de commande 22 de la longueur de course hl. Cette longueur hl est choi- sie de telle manière que la quantité de combustible qui est refoulée par le piston pendant qu'il parcourt cette longueur hl correspond à la consommation de marche à vide de la ma- chine.
Si par conséquent le piston de pompe 3 reçoit lors d'une diminution de la charge du moteur sous l'action du ré- gulateur un pivotement dans le sens d'une diminution du débit, le débit diminue de plus en plus lentement avec 1'accroisse- ment de l'angle de pivotement ; en outre ce débit ne peut pas descendre jusqu'à la valeur zéro mais seulement jusqu'à la valeur minima déterminée par la longueur hl et correspon- ,dant à la consommation de marche à vide. Cette valeur minima n'est pas dépassée vers le bas même lorsque le pivotement du piston ne se limite pas à la région b entre les points A et B mais s'étend au-delà du point B jusque dans la région c.
Même en cas de diminution brusque et forte de la charge et d'un pivotement étendu provoqué en conséquence par le régu- lateur pour le piston de pompe dans le sens d'une diminution du débit, la valeur minima du débit correspondant à la con- sommation de marche à vide du moteur ne peut pas être dépas- sée vers le bas,, de sorte qu'une immobilisation de la machi- ne n'est pas à redouter.
La transition,progressive de l'angle entre l'arête de commande 17 et l'axe du piston, depuis un angle aigu jusqu'à un angle droit peut être réalisée d'une manière simple par
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le fait que l'arête de commande est formée dans sa partie entre le point A et le point B par la ligne d'intersection . de la surface cylindrique du piston avec une seconde surface cylindrique 30 (figure 2) dont l'axe 31 -croise perpendicu- lairement 1 axe' du piston.
L'arête de commande 17 peut donc, dans sa partie entre les points A et B, être produite par le fait .qu'on pratique au moyen d'un outil.tournant (fraise ou analogue) qui est capable de produire un cylindre creux ayant la surface périphérique 30 de la manière visible aux figures 2 et 3, un évidement 16a dont l'intersection 17 avec la pa- roi périphérique du piston donne l'arête de commander
Avec la disposition prévue aux figures 1 à 4 de l'arête ' de commande 17 et du canal de commande 22, on obtient un commencement variable dé l'injection, c'est-à-dire que sui- vant la position angulaire du piston de pompe 3, l'injection commence après un angle de rotation plus ou moins grand de l'arbre de commande 5 de la pompe, calculé à partir,de la position (représentée à la figure 1)
de cet arbre pour la- quelle commence le mouvement de rentrée du piston de pompe 3.
Les figures 5 à 7 montrent une pompe d'injection dans laquelle la fin de l'injection est variable. Sur le piston de pompe 3 on a disposé une arête de commande 27 de façon qu'elle délimite une partie de., la surface périphérique du piston s'étendant jusqu'à l'arête frontale 33 pour un évide- ment 34 qui est relié constamment à la chambre de travail 15 de la pompe par l'intermédiaire de canaux-19 s'étendant dans le piston. La chambre d'aspiration 24 raccordée à la condui- te d'amenée du combustible 23 est en communication'par l'in- termédiaire d'un canal de commande 32 avec la chambre inté- rieure du cylindre 2.
L'arête de commande 27 a, dans cet exem- ple (voir figures 6 et 7), une allure telle qu'elle forme un angle aigu restant à peu près-constant avec l'axe du piston dans sa partie éloignée de l'arête frontale 33 du piston en-
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tre les points D et E, que cet angle s'agrandit progressive- ment jusqu'à un angle droit au cours de la longueur entre les points E et F et que dans la partie se raccordant à cel- le-ci entre les points F et G l'angle est de nouveau un an- gle droit.
La disposition est telle que lorsque l'arête frontale
33 du piston 3 réglé pour un petit débit ferme le canal 32 lors de la rentrée du piston (figures 5a et 7), le piston doit parcourir la longueur hl avant que la partie de l'arête de commande 27 qui est située entre les points F et G dégage de nouveau ce canal. Cette longueur est dimensionnée de tel- le manière que la quantité refoulée par le piston de pompe pendant son parcours correspond à la consommation de marche à vide du moteur.
Les figures 8 à 10 montrent une conformation connue du piston de pompe donnant un commencement d'injection variable.
Ce piston diffère de celui de la figure 1 par le fait que son évidement voisin de la chambre de travail de la pompe est délimité par une arête de commande 37 commençant à l'arê- te frontale du piston au point K et se terminant à une cer- taine distance de cette arête frontale au point L, cette arê- te faisant sur toute la longueur avec l'axe du piston un an- gle restant approximativement,constant.
Dans la position, représentée en traits pleins à la figure 10, du piston de pompe réglé pour le débit de marche à vide et se mouvant vers l'intérieur, un endroit médian M de l'arête de commande
37 a dépassé le canal de commande 22 de la longueur de cour- se hl correspondant à la consommation de marche à vide tan- dis que l'arête 20 commandant la distribution pour la rainu- re annulaire 18 du piston ouvre immédiatement le canal de reflux 21.
Dans le cas de cette conformation de l'arête de comman- . de 37/s'étendant' obliquement par rapport à l'axe du piston,
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pour chaque réglage du piston de pompe de petites variations de ce réglage ont déjà une grande influence sur le débit. Il faut par conséquen,t seulement un petit trajet de-pivotement e dans le sens d'une diminution de la quantité refoulée pour amener le piston de la position de réglage représentée en traits pleins à la figure 1Q pour la consommation de marche à vide, dans la position représentée en traits interrompus pour laquelle donc au même instant où le canal de commande
22 est fermé, le canal de reflux 21 est ouvert. De même, . pour chaque pivotement du piston de pompe dépassant la va. leur e, le débit devient nul.
En cas d'emploi d'une pompe à combustible' ayant cette conformation usuelle de l'arête de commande, pour l'alimentation d'une machine ayant peu de masses d'inertie ou sans ,volant, il,faut déjà s'attendre à ce que pour un surréglage tout-à-fait minime dans le sens d'une diminution du débit, la machine reÇoive trop peu'de combustible et s'immobilise.