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PERFECTIONNEMENTS AUX:POMPES D"INJECTION DE COMBUSTIBLESb
Cette invention se rapporte aux pompes d'injection de combusti- ble pour moteurs à combustion interne et plus particulièrement, bien que non exclusivement, à allumage par .compression.Elle concerne des perfectionnements aux pompes du genre (dit ci-après "genre spécifié") où la longueur effective des courses de débit des pistons respectifs est réglée d'une manière similai- re, simultanément pour tous les cylindres de la pompe par la commande d'un organe régulateur commun réglant, pour chaque cylindre, la position d'un élé- ment qui détermine en quel point de la source de débit le combustible passera du cylindre dans une chambre ou un passage de trop-pléin en communication avec le côté admission de la pompe,
le réservoir à combustible ou une zone à basse pression analogue, l'organe régulateur commun étant constitué par un plateau ou disque et les éléments qu'il règle étant des manchons enfilés sur les pistons ou plongeurs de la pompe pour commander les extrémités de sor- tie des passages de trop-plein qui s'étendent à travers les pistons ou plongeurs depuis leurs faces d'extrémité actives jusqu'à leurs surfaces cylindriques.
Diverses propositions ont été faites jusqu'à présent pour régler le débit des pompes du genre spécifié, automatiquement, en fonction de la vi- tesse et de la charge des moteurs qu'elles desservent, de manière à assurer une certaine action régulatrice de la vitesse empêchant la vitesse du moteur de varier dans une mesure appréciable quelconque par rapport à la valeur qui correspond au réglage, au moment considéré, de la commande manuelle ou autre employée normalement pour actionner l'organe régulateur commun.,
Le but de la présente invention est de fournir un dispositif au- tomatique perfectionné de réglage du débit d'unepompe du genre spécifié, qui se distingue par sa sensibilité, son efficacité et sa construction relative- ment simple.
Suivant l'invention,dans une pompe du genre spécifié, l'organe régulateur commun est raccordé à une pièce rigide ou immobile du corps de la pompe au moyen d'un élément sensible à la pression et disposé entièrement
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à l'intérieur du corps et il est fait usage d'un dispositif pour exposer cet élément à la pression variable qui règne dans l'un des collecteurs du moteur alimenté par la pompe, dans le sens propre à faire mouvoir l'élément sensible à la pression dans le sens voulu pour réduire le débit de la pompe lorsque la vitesse du moteur dépasse la valeur pour laquelle il a été réglé par le dispositif de réglage normal.
Il est préférable d'utiliser la pression réduite qui règne dans le collecteur d'admission du moteur, mais au lieu de cela, la pression qui règne dans le collecteur d'échappement peut être utilisée dans le cas de moteurs suralimentés.
Afin que l'invention soit bien comprise, on en décrira ci-après, à titre d'exemple, une forme d'exécution, avec référence aux dessins annexés.
Dans cette forme d'exécution, la pompe choisie à titre d'exemple, est construite en substance suivant l'invention qui fait l'objet du Brevet bel- ge n 468.061, mais la présente invention peut être appliquée aussi à d'autres constructions de pompes du genre spécifié ci-dessus, sans difficulté.
Dans les dessins
Fig. lA est la partie supérieure d'une coupe suivant la ligne 1-1 de la Fig. 2,
Fig. 1B est la partie inférieure de la coupe, et
Fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la Fig. lA.
Comme le montre la Fig. 1A, la pompe comprend un corps 1 de forme générale cylindrique pourvu d'une chambre à came 2 (Fig. 1B) à une extrémité, d'une chambre de trop-plein 3 en un point intermédiaire de sa longueur et d'une série de raccords de débit 4, à son autre extrémité, qui sont raccordés chacun au dispositif d'injection de combustible du cylindre correspondant du moteur.
A cette extrémité du corps 1, se trouvent les cylindres de pompe appropriés 5 disposés autour de l'axe du corps 1 et parallèlement à cet axe et communiquant chacun par l'intermédiaire d'une soupape de débit 6 avec le raccord de débit correspondant 4. Les cylindres 5 et les pistons ou plongeurs correspondants 7 sont tous identiques, et il suffira donc de décrire un seul jeu de ces pièces.
La paroi du cylindre présente des alésages radiaux 8 près de son extrémité extérieure et est entourée en cet endroit d'un passage d'admission de combus- tible annulaire 9. Celui-ci est en communication permanente avec une chambre annulaire centrale 10 (alimentée de la pièce d'amenée 10a par un alésage 10b) formée par un évidement creusé dans la paroi cylindrique de l'extrémité inté- rieure agrandie 11 d'un alésage axial 12 ménagé dans le corps 1 pour permettre le passage d'une tige 13 fixée à un organe régulateur commun 14 logé dans la chambre de trop-plein 3. L'organe régulateur 14 présente la forme d'un dis- que à bord épais 15 sur lequel est vissée une bague 16 servant à maintenir en place des manchons de réglage 17 qui sont enfilés à frottement doux sur les pistons 7 travaillant dans les cylindres 5.
Chaque piston 7 est adapté à frot- tement doux dans son cylindre 5 qui est engagé, avec jeu, jusqu'à une certai- ne profondeur dans une ouverture 18 ménagée dans le bord épais 15 de l'organe régulateur, le manchon de réglage correspondant 17 étant monté sur ce dernier de telle manière qu'il peut se déplacer latéralement (c'est-à-dire radiale- ment ou circonférentiellement par rapport à l'organe) sans pouvoir se dépla- cer d'aucune quantité appréciable par rapport à l'organe dans le sens axial.
Au delà du manchon 17, le piston 7 passe dans un trou de dimen- sions plus grandes 19 formé dans une cloison 20 fixée transversalement à la chambre de trop-plein 3, de manière à pouvoir être entouré d'un ressort de compression 21 dont une extrémité porte sur la cloison 20 et l'autre sur un collier 22 fixé à l'extrémité du piston. L'extrémité du piston 7 porte sur une extrémité d'une tige poussoir à mouvement de va-et-vient 23 dont l'autre extrémité (voir Fig. lE) porte un galet 24 coopérant avec une came 25 que peut faire tourner, à l'intérieur de la chambre à came 2, un arbre 26 s'étendant axialement à travers l'extrémité du corps 1 de manière à pouvoir être actionné par l'arbre vilebrequin du moteur à une vitesse appropriée.
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La pièce 20, formant cloison, présente en son centre (voir Fig. lA) une paroi cylindrique 27 s'étendant dans le sens de l'axe et entourant une garniture 28 à l'intérieur de laquelle glisse un tenon 29 fixé à l'or- gane régulateur 14. Le réglage axial de cet organe fait varier la position des manchons de réglage 17 suivant la longueur des pistons 7 qui présentent des alésages axiaux 30 conduisant de leurs faces d'extrémité opérantes à des alésages radiaux 31 qui sont découverts par les manchons 17 pendant la course de débit des pistons respectifs.
La pompe ci-dessus décrite fonctionne exactement de la même ma- nière que celle décrite dans le Brevet n 468.061, la rotation de la came 25 provoquant le mouvement de va-et-vient des pistons 7 et le débit consé- cutif,par course motrice, d'une quantité de combustible déterminée par l'é- cartement existant au moment considéré entre les manchons 17 et les cylin- dres 5.
Pendant que la pompe fonctionne, une certaine proportion de la quantité de combustible aspirée à l'origine dans chaque cylindre passe dans la chambre de trop-plein 3 qui renferme l'organe régulateur 14, la -proportion qui passe ainsi au trop-plein augmentant à mesure que la quantité de combus- tible fournie au moteur par course de chaque piston diminue.
Dans l'exemple d'exécution de l'invention représenté sur le des- sin, la dépression qui règne dans le collecteur d'admission du moteur est utilisée pour provoquer une variation automatique du débit de la pompe en fonction de la vitesse et de la charge du moteur.
Dans l'espace annulaire délimité entre le bord épais 15 de l'or- gane régulateur 14 et la paroi cylindrique 27 de la cloison 20, se trouve un soufflet métallique flexible 32 dont les extrémités sont fixées d'une manière étanche aux fluides à la cloison 20 et à l'organe régulateur 14, respective- ment. Une communication est établie en 33 entre le collecteur d'admission du moteur et un alésage radial 34 formé dans la cloison 20, cet alésage traver- sant la garniture 28 pour s'ouvrir dans l'espace 35 délimité par cette derniè- re à l'intérieur de la paroi cylindrique 27.
Le tenon 29 aménagé sur l'orga- ne régulateur 14 présente lui-même un alésage axial 36 (partant de son extré- mité libre) qui communique avec des alésages approximativement radiaux 37 mé- nagés dans le tenon et dont l'orifice, normalement, est juste recouvert par le bord libre de la garniture 28. Toutefois le diamètre du tenon 29 est lé- gèrement réduiten cet endroit (comme c'est représenté en 38), de telle sor- te que les variations de la pression dans le collecteur du moteur peuvent agir à l'intérieur du soufflet 32 sous la dépendance de la pression.
La dis- position est telle qu'une augmentation de l'aspiration dans le collecteur provoque l'affaissement du soufflet 32 en raccourcissant sa longueur axiale et rapproche ainsi l'organe régulateur 14 de la cloison 20, Ceci a pour effet d'écarter les manchons de réglage 17 des cylindres de pompe 5 de telle sorte que les passages de trop-plein 31 des pistons 7 sont découverts à un moment plus avancé de la course motrice des pistons. Il en résulte un débit moindre de combustible au moteur de telle sorte que l'aspiration dans le collecteur d'admission aura tendance à diminuer.
Par conséquent, l'augmentation de la pression dans le soufflet 32, secondée par l'action d'un ressort approprié, si c'est nécessaire, permettra au soufflet de sé détendre de telle sorte que l'organe régulateur 14 se déplacera alors dans la direction voulue pour aug- menter l'admission de combustible au moteur.
Pour permettre de régler l'organe régulateur normalement à la main ou par d'autres moyens, notamment dans le but d'arrêter le moteur et de déterminer le débit maximum de combustible, on prolonge sa tige 13 par une tige 39 qui y est vissée et porte à son extrémité libre une tête 40 suscep- tible de venir en contact avec un bras 41 d'un levier de commande à deux bras 41, 42 articulé en 43 sur une rallonge tubulaire 44 fixée au corps 1 de la pompe. La tige 39 est scellée au corps 1 au moyen d'un soufflet flexi- ble 45 relié à une extrémité à la paroi du passage par l'intermédiaire de la rallonge et à l'autre extrémité à un collier 46 fixé à la tige.
Ce collier 46 sert aussi à limiter le déplacement de l'organe régulateur 14, en travail-
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lant entre deux arrêts, dont l'arrêt interne est constitué par un épaule- ment 47 formé dans la rallonge 44 et l'arrêt externe par l'extrémité interne d'un manchon 48 vissé d'une manière réglable dans l'extrémité externe de la rallonge 44 et bloqué dans la position voulue par des vis à tête noyée 49.
Le collier 46 joue aussi le rôle de butée pour l'une des extrémités d'un ressort de compression 50, dont l'autre extrémité porte contre un épaulement 51 dans le passage ménagé dans la rallonge 44. Ce ressort est employé pour limiter le déplacement de l'organe de réglage vers le débit minimum sous l'action de l'aspiration en vue de réduire les variations erratiques du ra- lenti.
On constatera que le soufflet 32, sensible aux variations de pression dans le collecteur du moteur, peut néanmoins agir de manière à ré- duire l'admission de combustible au moteur quel que soit le réglage du levier de commande 41-42.
On peut faire varier la pression du ressort 50 agissant sur l'or- gane régulateur 14 pour répondre aux exigences, en intercalant des colliers ou des rondelles d'écartement 52 entre la tige 13 de l'organe et la tige vis- sée dessus 39 qui en forme le prolongement.'
On obtient la vitesse voulue du moteur en faisant varier l'ouver- ture libre du collecteur du moteur au. moyen d'un volet papillon de la manière connue.
On comprendra que lorsque la pression qui règne dans le collec- teur d'échappement du moteur doit être utilisée pour régler la position de l'organe régulateur, le soufflet sensible aux variations de pression devra alors être établi de manière à agir sur l'organe régulateur en sens opposé, c'est-à-dire qu'une augmentation de la pression devra produire une réduction de l'admission de combustible au moteur.
REVENDICATIONS.
1. - Pompe d'injection de combustible du genre spécifié, caracté- risée en ce que l'organe régulateur commun est raccordé à une partie rigide ou fixe du corps de la pompe au moyen d'un élément sensible aux variations de pression, disposé entièrement à l'intérieur du corps, un dispositif étant prévu pour exposer cet élément à la pression variable régnant dans l'un des collecteurs du moteur alimenté par la pompe, dans le sens voulu pour que cet élément déplace l'organe régulateur dans la direction correspondant à la ré- duction du débit de la pompe lorsque la vitesse du moteur dépasse la valeur pour laquelle elle a été réglée par le dispositif de réglage normal.
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IMPROVEMENTS TO: FUEL INJECTION PUMPSb
This invention relates to fuel injection pumps for internal combustion engines and more particularly, although not exclusively, compression ignition. It relates to improvements to pumps of the kind (hereinafter referred to as "specified kind". ) where the effective length of the flow strokes of the respective pistons is regulated in a similar manner, simultaneously for all the cylinders of the pump by the control of a common regulating member regulating, for each cylinder, the position of a element that determines at what point of the flow source fuel will pass from the cylinder into a chamber or overflow passage in communication with the inlet side of the pump,
the fuel tank or a similar low pressure zone, the common regulator being constituted by a plate or disc and the elements which it regulates being sleeves threaded on the pistons or plungers of the pump to control the ends of the outlets. tie overflow passages which extend through the pistons or plungers from their active end faces to their cylindrical surfaces.
Various proposals have been made heretofore to regulate the flow rate of pumps of the specified type, automatically, according to the speed and load of the motors they serve, so as to ensure a certain regulating action of the speed. preventing the speed of the motor from varying to any appreciable extent from the value which corresponds to the setting, at the time in question, of the manual or other control normally employed to operate the common regulating member.,
The object of the present invention is to provide an improved automatic device for regulating the flow rate of a pump of the type specified which is distinguished by its sensitivity, efficiency and relatively simple construction.
According to the invention, in a pump of the type specified, the common regulating member is connected to a rigid or stationary part of the pump body by means of a pressure sensitive element and disposed entirely
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inside the body and use is made of a device for exposing this element to the variable pressure which prevails in one of the manifolds of the motor supplied by the pump, in the proper direction to move the sensitive element to pressure in the desired direction to reduce the pump flow when the motor speed exceeds the value for which it was set by the normal adjuster.
It is best to use the reduced pressure in the engine's intake manifold, but instead the pressure in the exhaust manifold can be used in the case of supercharged engines.
In order for the invention to be fully understood, an embodiment thereof will be described below, by way of example, with reference to the accompanying drawings.
In this embodiment, the pump chosen by way of example is constructed in substance according to the invention which is the subject of Belgian Patent No. 468,061, but the present invention can also be applied to other constructions. pumps of the kind specified above without difficulty.
In the drawings
Fig. 1A is the upper part of a section taken along line 1-1 of FIG. 2,
Fig. 1B is the lower part of the cut, and
Fig. 2 is a section taken along line II-II of FIG. the.
As shown in Fig. 1A, the pump comprises a body 1 of generally cylindrical shape provided with a cam chamber 2 (Fig. 1B) at one end, an overflow chamber 3 at an intermediate point of its length and a series flow fittings 4, at its other end, which are each connected to the fuel injection device of the corresponding cylinder of the engine.
At this end of the body 1, there are the appropriate pump cylinders 5 arranged around the axis of the body 1 and parallel to this axis and each communicating through a flow valve 6 with the corresponding flow connection 4 The cylinders 5 and the corresponding pistons or plungers 7 are all identical, and it will therefore suffice to describe a single set of these parts.
The cylinder wall has radial bores 8 near its outer end and is surrounded at this location by an annular fuel inlet passage 9. This is in permanent communication with a central annular chamber 10 (supplied with the feed piece 10a by a bore 10b) formed by a recess hollowed out in the cylindrical wall of the enlarged inner end 11 of an axial bore 12 formed in the body 1 to allow the passage of a fixed rod 13 to a common regulating member 14 housed in the overflow chamber 3. The regulating member 14 has the form of a thick-rimmed disc 15 onto which is screwed a ring 16 serving to hold the adjustment sleeves in place 17 which are threaded with gentle friction on the pistons 7 working in the cylinders 5.
Each piston 7 is fitted with gentle friction in its cylinder 5 which is engaged, with play, to a certain depth in an opening 18 made in the thick edge 15 of the regulator member, the corresponding adjusting sleeve 17 being mounted on the latter in such a way that it can move laterally (that is to say radially or circumferentially with respect to the organ) without being able to move of any appreciable quantity with respect to the organ in the axial direction.
Beyond the sleeve 17, the piston 7 passes through a hole of larger dimensions 19 formed in a partition 20 fixed transversely to the overflow chamber 3, so as to be able to be surrounded by a compression spring 21 of which one end bears on the partition 20 and the other on a collar 22 fixed to the end of the piston. The end of the piston 7 bears on one end of a push rod with reciprocating movement 23, the other end of which (see FIG. 1E) carries a roller 24 cooperating with a cam 25 which can be rotated, at inside the cam chamber 2, a shaft 26 extending axially through the end of the body 1 so as to be operable by the crankshaft of the engine at an appropriate speed.
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The part 20, forming a partition, has at its center (see FIG. 1A) a cylindrical wall 27 extending in the direction of the axis and surrounding a lining 28 inside which slides a tenon 29 fixed to the. regulator member 14. The axial adjustment of this member varies the position of the adjustment sleeves 17 according to the length of the pistons 7 which have axial bores 30 leading from their operative end faces to radial bores 31 which are exposed by the sleeves 17 during the flow stroke of the respective pistons.
The above described pump operates in exactly the same manner as that described in Patent No. 468,061, the rotation of cam 25 causing the reciprocating movement of the pistons 7 and the resulting flow, per stroke. motor, a quantity of fuel determined by the gap existing at the time considered between the sleeves 17 and the cylinders 5.
While the pump is operating, a certain proportion of the quantity of fuel originally drawn into each cylinder passes into the overflow chamber 3 which contains the regulating member 14, the proportion which thus passes to the overflow increasing. as the amount of fuel supplied to the engine per stroke of each piston decreases.
In the exemplary embodiment of the invention shown in the drawing, the vacuum which prevails in the intake manifold of the engine is used to cause an automatic variation of the flow rate of the pump as a function of the speed and the pressure. engine load.
In the annular space delimited between the thick edge 15 of the regulating member 14 and the cylindrical wall 27 of the partition 20, there is a flexible metal bellows 32, the ends of which are fixed in a fluid-tight manner to the wall. partition 20 and to the regulator 14, respectively. Communication is established at 33 between the intake manifold of the engine and a radial bore 34 formed in the partition 20, this bore passing through the gasket 28 to open into the space 35 delimited by the latter at the end. 'inside the cylindrical wall 27.
The tenon 29 arranged on the regulating member 14 itself has an axial bore 36 (starting from its free end) which communicates with approximately radial bores 37 formed in the tenon and whose orifice, normally , is just covered by the free edge of the gasket 28. However, the diameter of the tenon 29 is slightly reduced at this point (as shown at 38), so that the variations in the pressure in the manifold of the engine can act inside the bellows 32 depending on the pressure.
The arrangement is such that an increase in the suction in the manifold causes the bellows 32 to collapse, shortening its axial length and thus brings the regulator 14 closer to the partition 20. This has the effect of removing the bellows. adjusting sleeves 17 of the pump cylinders 5 such that the overflow passages 31 of the pistons 7 are uncovered at a later point in the driving stroke of the pistons. This results in less fuel flow to the engine so that the suction in the intake manifold will tend to decrease.
Therefore, increasing the pressure in the bellows 32, assisted by the action of an appropriate spring, if necessary, will allow the bellows to relax so that the regulator 14 will then move in. direction to increase fuel supply to the engine.
To allow the regulator member to be adjusted normally by hand or by other means, in particular for the purpose of stopping the engine and determining the maximum fuel flow, its rod 13 is extended by a rod 39 which is screwed into it. and carries at its free end a head 40 capable of coming into contact with an arm 41 of a control lever with two arms 41, 42 articulated at 43 on a tubular extension 44 fixed to the body 1 of the pump. The rod 39 is sealed to the body 1 by means of a flexible bellows 45 connected at one end to the wall of the passage via the extension and at the other end to a collar 46 fixed to the rod.
This collar 46 also serves to limit the movement of the regulating member 14, in work-
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between two stops, the internal stop of which is constituted by a shoulder 47 formed in the extension 44 and the external stop by the internal end of a sleeve 48 screwed in an adjustable manner into the external end of the extension 44 and locked in the required position by countersunk screws 49.
The collar 46 also acts as a stop for one of the ends of a compression spring 50, the other end of which bears against a shoulder 51 in the passage formed in the extension 44. This spring is used to limit the displacement of the regulator towards the minimum flow rate under the action of the suction in order to reduce the erratic variations of the speed.
It will be noted that the bellows 32, sensitive to variations in pressure in the engine manifold, can nevertheless act in such a way as to reduce the admission of fuel to the engine regardless of the setting of the control lever 41-42.
The pressure of the spring 50 acting on the regulating member 14 can be varied to meet the requirements, by interposing collars or spacers 52 between the rod 13 of the member and the rod screwed above 39 which forms its continuation. '
The desired engine speed is obtained by varying the free opening of the engine manifold to. means of a butterfly shutter in the known manner.
It will be understood that when the pressure which prevails in the exhaust manifold of the engine is to be used to adjust the position of the regulating member, the bellows sensitive to pressure variations must then be established so as to act on the member. regulator in the opposite direction, i.e. an increase in pressure should produce a reduction in fuel supply to the engine.
CLAIMS.
1. - Fuel injection pump of the type specified, characterized in that the common regulating member is connected to a rigid or fixed part of the pump body by means of an element sensitive to pressure variations, arranged entirely inside the body, a device being provided for exposing this element to the variable pressure prevailing in one of the manifolds of the motor supplied by the pump, in the direction desired so that this element moves the regulating member in the direction corresponding to the reduction in pump flow when the motor speed exceeds the value for which it was set by the normal adjuster.