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Dispositif d'injection pour moteurs à combustion interne
L'invention a pour objet un dispositif d'injection pour moteurs à combustion interne, travaillant alternativement avec carburant liquide injecté en deux temps successifs, sous pressions d'ouverture différentes de l'aiguille du gicleur (système Diesel) ou avec carburant gazeux ou pulvérisé et compression de mélange (système à gaz)o-
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C'estun fait t connu que pour les moteurs à Gaz, une compression plus forte peut être adoptée si l'allumage, au lieu d'être électrique, est effectue par injection d'un carburant liquide dans le mélange gazeux (ou pulvérisé) comprimé à une température supérieure celle d'auto-ignition du carburant-amorce qui en provoque sa combastion.
Le rendement économique des moteurs travaillant d'après ce principe augmente dans les mêmes proportions que la quantité de carburant d'allumage liquide injecté diminue.
Utilise-t-on dans ce but, les dispositifs habituels pour injection directe, la quantité du carburant à injecter, dépendant généralement du volume de la conduite d'amenée, entre la pompe et l'injecteur et du rapport entre les pressions d'ouverture et de fermeture de l'aiguille de la buse, ne saurait être réduite au-dessous d'un minimum déterminé. Seuls les dispositifs à injection étagée, c.à.d. dans lesquels l'injection du volume total de carburant est scindée en pré-injection et injection principale et dont l'injection préliminaire est faite pour une quantité et sous une pression moindres que pour l'injection principale, offrent la possibilité de réduire à volonté la quantité de carburant pour la pré-injection.
La présente invention orée donc un dispositif d'injection du type ci-dessus mentionné, prévoyant une préinjection de volume réduit toujours constant avant l'injection principale lorsque le moteur marche d'après le système Diesel et provoquant l'allumage par pré-injection d'un carburant liquide s'enflammant dans le mélange
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comprimé à une température supérieure au degré d'autoignition du carburant liquide pour la marche au gaz. Dans ce dernier cas, la quantité réglable de carburant pour. l'injection principale succédant à la pré-injection, amenée par la conduite y relative, peut s'écouler par un canal de vidange commandé par un organe réversible.
Dans le cas du moteur marchant au gaz, la quantité de carburant amenée après la pré-injection peut être conduite à un réservoir par exemple, par le susdit canal de vidange et la conduite de retour d'huile de fuite et l'organe reversible commandant l'ouverture et le fermeture du canal de vidange sera avantageusement actionné par une pompe alimentée par ce réservoir.
Dans une des formes d'exécution préférées de l'invention, l'organe reversible de commande est logé, dans un carter commun à un piston effectuant l'injection préliminaire et à un piston de refoulement prévu pour le renforcement de la pression de fermeture après la préinjection. Le piston de refoulement peut être disposé de façon à commander l'ouverture simultanée du canal reliant la conduite d'amenée du carburant au canal d'injection et celui de vidange conduisant à l'organe reversible, de sorte que, lorsque le moteur opère d'après le système Diesel, par obturation du canal de vidange par l'organe reversible, le carburant de la conduite d'amenée succédant à la pré- injection se déversera dans le canal de l'injection tandis que dans le cas du moteur marchant au gaz, cette quantité de carburant sera déversée,
par le canal de vidange ouvert, dans la conduite de retour d'huile de faite.
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Le aessin en annexe donne un exemple d'exécution de l'invention) sans préjudice pour les autres formes possibles. Il représente un dispositif d'injection alternatif permettant ou bien seule l'injection préliminaire de carburant dans le mélange gazeux comprimé pour en provoquer sa combustion ou bien l'injection étagée de préinjection et injection principale sous pressions d'ouverture différentes de l'aiguille du gicleur.
La cage à tiroirs 1 est enrobée dans le carter 2 du dispositif et appliquée sur le porte buse 5 par une pièce intermédiaire 4 et un écrou 3. Pour assurer l'étanchéité des surfaces de contact des pièces 4, 1 et 5, leurs portées sont rodées. Des anneaux de garniture 6, 7, 8 sont intercalés entre les pièces 1 et 2,2 et 4 respo 2 et 5.-
Deux alésages cylindriques 9 et 10, séparés l'un de l'autre et disposés dans l'axe de l'injecteur ainsi qu'un alésage borgne latéral 11 disposé parallèlement à cet axe sont forés dans la cage à tiroirs 1.
L'alésage 9 communique, par une conduite d'amenée de carburant 12 traversant la picce intermédiaire 4, avec une pompe va carourant ne figurant pas aans 'Le dessin et sert de logement au piston 13 commandant la pré-injection. La chambre de travail 9' de ce piston communique par un canal transversal 14 avec le canal 15 de l'injecteur.
L'alésage 10, dont l'extrémité est élargie en chambre de travail 10', sert de logement à un piston de refoulement 16 coulissant entre les butées 17 de la cage 1 et 18 du porte buse 5. Un ressort 19 presse ce piston dans la position figurée dans le dessin. Ce ressort 19 charge en même temps l'aiguille 20 du gicleur resp. son
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organe de commande 21 glissant dans un alésage central du piston de refoulement.
L'alésage 11 contient un tiroir de commande 23, pressé contre une butée 25 du carter 2 par un ressort 24, et pouvant être déplacé dès que la résistance de ce ressort est surmontée. Dans ce but, une conduite auxiliaire 26 de compression menant à une pompe 27 est reliée à l'alésage 11.
La pompe 27 est alimentée par un réservoir 28. Ce réservoir recueille aussi l'huile de fuite provenant de 1'inférieur du porte buse 5 et s'écoulant par le canal de vidange 29 et la sortie 30 du carter 2.
Une rainure annulaire 31, prévue dans l'alésage 9 du piston de commande de l'injection préliminaire, communique librement par.un canal 32 avec la chambre de travail 10' du piston de refoulement. Deux canaux transversaux 33 & 34 partent de l'alésage 10 du piston de refoulement; le premier aboutit au canal de l'injecteur 15 et le second au tiroir de commande 23. LI-alésage 11 de ce tiroir est en communication libre avec la sortie 30 par une ouverture de vidange. Un canal de décharge 35, commandé par une soupape de retenue, mêne de la chambre de travail 10' à la conduite d'amenée du carburant 12.
Pour faire passer le moteur du régime à gaz à celui à injection, il suffit de faire glisser le tiroir 23, de façon à ce que,sous l'impulsion qui lui est transmise par la pompe 27, il vainque la force du ressort 24 et vienne obturer le canal transversal 34 entre les deux alésages 10 & 11. Le cycle de travail du dispositif d'injection sera alors le suivant:
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Sous la pression exercée par le car durant reste dans le canal d'injection 15 et la chambre de travail 9',
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le piston 13 de pré-injection bute à la pièce inter#aiuire 4.
@ La quantité de carburant, adaptée à' la charge, arrivant de la conduite d'amenée 12 surmonte cette pression et déplace le piston de pré-injection vers le bas comprimant le contenu, de la chambre de travail 9t et du canal d'injection 15 jusqu'à ce que la pression nécessaire a l'ouverture de l'aiguille du gicleur soit atteinte et que la pré-injection commence. En fin de course descendante du piston 13 dans l'alésage 9, la pré-injection est terminée.
Eu. regard à la contenance réduite de la chambre de travail 9' et du canal d'injection 15 et au petit volume de refoulement du piston 13, la quantité de carburant pour la pré-injection peut être réduite à volonté, ce qui constitue un grand avantage par rapport aux dispositifs d'injection connus, dans lesquels la quantité minime à injecter régulièrement est déterminée par le volume de la totalité de conduite d'amenée totale entre pompe et gicleur et par la différence des pressions d'ouverture et de fermeture du gicleur.
Par l'ouverture de la rainure annulaire 31, dégagée peu avant que le piston 13 n'arrive à la fin de sa course dans l'alésage 9, la conduite d'amenée de carburant 12 est mise en communication, par cette rainure 31 et le canal 32, avec la chambre de travail 10' du piston de refoulement. Le piston de refoulement 16 est alors déplacé jusqu'à la butée 18 et le ressort 19 comprimé et il en résulte une augmentation de pression sur l'aiguille du gicleur. Peu avant la cognée du piston 16 sur la butée 18,
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l'ouverture du canal transversal 33 est dégagée et la chambre de travail 10' est mise ainsi en communication avec le canal d'injection 15. Au moment de la cognée du piston 16 sur la butée 18, l'augmentation de la pression de fermeture de l'aiguille du gicleur correspond à l'augmentation de compression du ressort 19.
La pression dans le canal d'injection 15.augmente alors jusqu'à ce que la pression de fermeture plus forte de l'aiguille du gicleur soit atteinte et l'injection principale se produit. Celle-ci dure, ainsi que connu, jusqu'à ce qu'une décompression subite dans la conduite d'amenée 12 se produise par l'ouverture d'une chambre de décharge. En conséquence à cette décompression dans la conduite d'amenée, le piston 13 de commande de pré-injection est refoulé contre sa butée à la pièce intermédiaire 4 sous l'effet de la pression d'injection dans le canal 15, de sorte qu'il se produit une brusque décompression dans ce canal et l'aiguille du gicleur est fermée par la force du ressort 19.
Ce ressort 19 refoulant ainsi le piston 16 contre sa butée 17, il stensuit que le carburant chassé de l'alésage 10 peut s'écouler par le canal de décharge 35 et la soupape de retenue 36 dans la conduite d'amenée 12 décomprimée.
Le carburant refoulé de la chambre de travail 101 par le recul du piston 16 pourrait être déversé dans la conduite d'amenée 12 décomprimée par le canal 32, la rainure annulaire 31 et un étranglement à pratiquer à l'intérieur de cette dernière sur le piston 13 - cette disposition n'étant pas spécialement figurée dans le dessin.-L'étranglement pratiqué sur le piston 13 remplacerait le canal de décharge 35 et la soupape de retenue 36.
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Dans l'exemple décrit ci-avant, l'injection se fait en deux temps successifs: une pré-injection sous basse pression d'ouverture de l'aiguille du gicleur - et une injection principale ayant lieu à une pression d'ouverture plus forte conséquente à l'augmentation de la pression de fermeture après la pré-injection. Au. cours de la pré-injection seule une quantité réduite de carburant toujours constante est injectée fanais qu'un volume plus grand, pouvant être modifié par le piston de pompe selon le mode connu., est injecté lors de l'injection principale. Pour toute la durée de ce processus, le canal transversal 34 partant de l'aiésage 10 est obturé par le tiroir de commande 23 sous pression.
Si le moteur doit travailler au régime; az, coà.d. avec carourant gazeux ou pulvérisé et compression du mélange détonnant, et que la quantité de carburant liquide d'allumage à injecter dans le mélange comprimé la température d'auto-ignition, doit être aussi réduite que possible, la pompe 27 doit rester inactive et le Tiroir de commande 23, ,sous l'effet du. ressort 24, appuie alors sur la butée 25. Les deux alésages 10 & 11 sont alors en communi- cation libre par le canal transversal 34.
Chaque course descendante du piston 13 chasse, de prime abord, une petite quantité de carburant - de volume toujours constant - de la chambre de travail 9' dans le canal 15 pour la pré-injection. est/ Ensuite, dès que la rainure annulaire 31 dégagée par ce piston, le surplus de carburant affluant de la conduite d'amenée après la pré-injection exerce une pression sur le piston 16 qui se déplace de manière à désobturer l'ouverture
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du canal 34 par lequel ce carburant peut s'écouler alors de l'alésage 10 dans la conduite de retour d'huile de fuite 30.
De ce qui précède, il appert que les dispositifs d'injection pour les moteurs Diesel à injection étagée, transformés pour le régime à gaz ne nécessitent,par rapport à leur construction normale pour régime Diesel proprement dit,que l'organe réversible additionnel 23. L'ajoutede cet organe reversible permet donc de faire passer, à volonté, le moteur du régime Diesel au régime à gaz ou inversement.