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Dispositifde sscuritd pour l'arrêt automatique de moteurs combustion. interne
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La présente invention a pour objet un dispositif de sécurité pour moteurs à combustion interne, qui, dans le cas où le moteur serait soumis à des conditions de fonction- nement inadmissibles, arrête automatiquement l'arrivé de carburant aux éléments de la pompe d'injection.
On connaît des dispositifs, dans lesquels des commandes appropriées ferment un contact électrique, mettant ainsi un électro-aimant en circuit, qui place la timonerie de commande de la pompe d'injection en position d'arrêt.
Une autre réalisation arrêtait, dans le cas de conditions de service inadmissibles, l'alimentation en carburant en amont de la pompe d'injection. Un dispositif de ce genre comporte une soupape à membrane, dont la membrane est soumise à la pression d'huile de graissage, s'exerçant sur une de ses faces.
L'autre face de la membrane porte la tige de commande de la tête de soupape qui arrête l'alimentation en carburant en cas de baisse de la pression d'huile de graissage au-dessous de la limite inférieure admissible. La tige de commande est guidée dans la cage de la soupape à membrane, du côté carburant.
Dans d'autres dispositifs, l'arrêt de l'alimentation en carburant en amont de la pompe d'injection était réalisé au moyen d'une soupape à piston. Une face du piston de cette sou- pape est soumise à la pression de l'huile de graissage, l'autre face du piston, ou un organe de commande approprié, arrête l'arrivée de carburant, si la pression du ressort agissant sur le piston dépasse la pression d'huile agissant sur l'autre face.
En outre, on connaît des dispositifs d'arrêt de l'alimen- tation en carburant,dans lesquels un organe de fermeture, floua forme de boiseau de robinet ou de registre rotatif, est commandé par un electro-aimant.'
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De même, des dispositifs ont été construits dans lesquels une commande pneumatique agit sur une soupape à membrane, laquelle interrompt l'arrivée du carburant à la pompe d'injec- tion, dès que se présentent des conditions de fonctionnement anormales.
Les dispositifs décrits ci-dessus, qui nécessitent pour @ leur fonctionnement une source d'énergie extérieure (électricité, air comprimé, etc. ) présentent des inconvénients certains, particulièrement dans le cas où ils sont adjoints à des moteurs à combustion interne de faible puissance, en raison des inves- tissements relativement élevés qu'ils imposent et de leur dépen- dance des sources d'énergie extérieures nécessaires.
Les dispo- sitifs de sécurité, qui dans le cas de conditions de fonctionne- ment inadmissibles, placent la timonerie de commande de la pompe d'injection en position d'arrêt, sont sujets à un fonction- nement défectueux, par suite du calage éventuel d'un. injecteur ou de la timonerie-même, rendant l'arrêt du moteur à combustion interne aléatoire en cas de danger.
Les dispositifs de sécurité, dans lesquels la pression de l'huile de graissage agit sur une membrane flexible ou un piston, ont la propriété d'arrêter l'arrivée de carburant en cas de chute de la pression d'huile au-dessous d'une valeur minimale.
Si la pression d'huile remonte pour dépasser de nouveau la pression de déclenchement du dispositif de sécurité, l'arri- vée de carburant est libérée.
Cette disposition ne permet par exemple pas de réaliser, @ en combinaison avec un disjoncteur hydraulique centrifuge, un @ dispositif de protection contre le dépassement du régime Marnai : d'un moteur Diesel par exemple, par interruption de la pression @ d'huile de graissage admise dans le dispositif d'arrêt.
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Dans untel arrangement, la soupape à membrane ou à . piston assurant la fermeture de l'alimentation en carburant rouvre celle-ci, dès que le disjoncteur hydraulique centri- fuge tombe au-dessous d'un régime donné. Le moteur à comous- tion interne surveillé n'est donc pas arrêté en cas de dépassement du régime maximal.
Les dispositifs à soupape à membrane ou à piston décrits ci-dessus présentent en outre l'inconvénient résidant dans le fait que la pression d'huile déclenchant la soupape dépend de la pression du carburant agissant sur l'autre face de la 'membrane ou du piston. En outre, certaines pièces mobiles se trouvent dans des enceintes remplies d'huile de graissage ou do carburant. Il existe donc un risque de calage des pièces mobiles par' suite de la formation de résines, et dès lors un risque de défaillance du dispositif.
En dernier lieu, nous soulignerons que dans les disposi- tifs décrits ci-dessus, des frottements internes se produisent à certains éléments. Ces frottements rendent aléatoires soua certaines conditions le fonctionnement préois de l'installatior.
La présente invention a pour objectif de créer un dispo-
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sitif de protection à grande sécurité de fonctionnement pour moteurs à combustion interne, ne nécessitant pas des investis- sements importants et arrêtant le moteur en cas de fonctionner ment anormal par suite de manque de pression dans les ûircui ' de graissage ou par suite de dépassement du régime maximum.
Pour rendre possible l'adjonction de cette installation, à des moteurs de faible puissance, on renoncera à l'utilisatili d'énergie auxiliaire extérieure (électricité ou air comprimé) On évitera des défaillances de fonctionnement par suite d'un calage éventuel de la timonerie de la pompe'd'injection ou
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d'un injecteur. Le déclenchement ne doit pas être influencé par la pression du carburant, et les frottements internes seront évitéu.
En outre,la présente invention a pour objectif de réali- ser la soupape d'arrêt de l'alimentation en carburant de manière telle que même une chute de courte durée de la pression d'huile de graissage produjt l'arrêt de l'arrivée de carburant. ce qui provoquera l'arrêt du moteur à combustion interne surveillé.
Suivant: l'invention,on renoncera à la remise en position d'arrêt de la pompe d'injection; l'arrêt du moteur à combustion interne a lieu de manière en elle-même connue grâce à une soupape, disposée dans la conduite d'alimentation en carburant en amont de la pompe d'injection, et commandée par la pression d'huile de graissage du moteur.
La conception du dispositif d'arrêt est telle que la chute de pression d'huile, qui, on dehors d'une défaillance du système de graissage, peut être produite par un disjoncteur hydraulique centrifuge de protection contre les surrégimes, fasse répandre ledit dispositif d'arrêt, et que même le retour du disjoncteur hydraulique dans sa position normale et l'éléva- tion de la pression d'huile qui en résulte ne puisse rétablir l'arrivée de carburant.
Dans la réalisation conforme à l'invention, les frottements internes sont évités par le montage sur membrane, soufflet ou ressort à lame des pièces mobiles pénétrant dans les chambrez de soupape.
Suivant la présente invention, la pression du carburant n'exerce aucune influence sur la pression de l'huile de grais- sage, laquelle, en cas de baisse, déclencha le dispositif j
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grâce à la présence de deux membranes ou soufflets dont les surfaces respectives sont calculées de manière à annuler les différences de pression éventuelles.
La tâte de la soupape fermant l'arrivée de carburant et la tâte de celle pressée sur aon siège par la pression d'huile, laquelle doit vaincre la force d'un ressort, peuvent, si nécessaire, âtre munies d'un joint flexible.
Les sièges des soupapes peuvent être réalisées en un autre matériau que le carter. Cette faculté simplifie la fabrication et la rend plus économique, un ma,tériau de prix peu élevé pouvant remplacer des matières onéreuses. Conformément à l'in- vention, les différentes parties du carter, les membranes, etc. peuvent âtre centrées les unes par rapport aux autres par une seule buselure cylindrique.
Outra la possibilité de déclenchement du dispositif de sécurité par la chute de la pression d'huile de graissage et accessoirement par un disjoncteur de surrégime, il est possible de manoeuvrer le dispositif de sécurité soit mécaniquement, soit électriquement.
Conformément à l'invention, la manoeuvre mécanique consiste en la remise manuelle de la tige de commande en. position de fermeture, cette tige étant déplacée à l'encontre de la pression d'huile de graissage. Le déclenchement électrique peut être obtenu en équipant la tige de commande d'un noyau de fort com- mandé par des bobinages appropriés.
Grâce au montage de deux membranes ou souffleta pour la séparation de,l'huile et du carburant dans la dispositif d'ar- rêt, et grâce à la présence, entre ces deux membranes, d'un espace libre mis en communication avec l'air atmosphérique, au moyen. par exemple d'une forure pratiquée dans le carter, on exclut
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le danger de mélange accidentel d'huile de graissage et de carburant par suite de fuites éventuelles.
La réalisation conforme à l'invention permet également de réduire dans une certaine mesure le personnel de surveillan- ce et de manoeuvre tout en protégeant la machine sonore des dégâts importants en cas de conditions de fonctionnements anor- males se présentant soudainement.
L'invention est maintenant décrite plus en détail avec référence au dessin représentant diverses formes d'exécution, dessin dans lequel :
La Fig. 1 représente le schéma de montage du dispositif de sécurité dans le système d'alimentation en carburant de moteurs à combustion interne.
La Fig. 2 représente le dispositif de sécurité avec dé- clenchement auxiliaire mécanique.
La Fib. 3 represente le dispositif de sécurité avec dé- clenchement auxiliaire électrique.
Le moteur étant en service, la pompe à carburant 7 puise le carburant dans le réservoir 8 et le refoule vers la pompe d'injection 6, à travers le filtre à carburant 5, et à travers l'entrée de carburant 15 et la sortie de carburant 14 du dis- positif de sécurité 4 ouvert. Le dispositif de sécurité est maintenu en position d'ouverture par l'huile de graissage, qui lui est envoyé depuis le carter d'huile 1, du moteur à combus- tion interne par la pompe à huile 2, à travers l'étranglement 3 et l'entrée d'huile 9 du dispositif.
Si la pression d'huile de graissage tombe au-dessous du minimum admissible, la pression du ressort 18 dépasse celle de l'huile et déplace la tige de commande 10, ce qui- a pour effet d'appliquer la tête de soupape 19 sur le siège de
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soupape 13, interrompant ainsi le débit de carburant et arrêtant le moteur. Simultanément, la soupape 20 décolle de son siège 12. Ainsi, le débit de carburant n'est pas rétabli même en cas d'augmentation de la pression d'huile, car l'huile de graissage peut s'écouler par la sortie d'huile 21, dont le diamètre doit être supérieur à celui de l'étranglement 3.
Le coulissement exempt de frottements de la tige de com- mande 10 par rapport au carter et l'étanchéité de la chambre à carburant 27 et de la chambre à huile 33 par rapport à la chambre de sécurité 34 ainsi que par rapport à l'air atmosphé- rique, sont réalisés grâce aux membranes 17, 22 et 23 qui peuvent être remplacées par des soufflets ou autres éléments d'étanchéité similaires. La chambre de sécurité 34 a pour but d'éviter, en cas de fuite aux membranes 17 ou 23, le mélange d'huila et de carburant. La membrane défectueuse peut être détectée sur la base de la nature du liquide s'écoulant par la forure de contrôle 16.
Pour garantir l'indépendance de la pression de déclenche- ment à l'égard de la pression de carburant, les faces des mem- branes 22 et 23 soumises à la pression du carburant ont la même superficie.
Au démarrage du moteur à combustion interne, la t'ge de commande 10 doit être placée mécaniquement ou électriquement en position d'ouverture pour compenser la pression du ressort 18 jusqu'à ce que la pression d'huile s'établit, pour que la tête de soupape 20.soit maintenue contre son siège 12. Le déplace- ment mécanique de la tige de commande 10 peut se faire soit par commande manuelle directe, soit par l'intermédiaire d'une timonerie. Une pression dans le sens d'application de la force du ressort 18 sur la tige de commande 10 permet la fermeture
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volontaire de l'arrivée de carburant et par suite l'arrêt du moteur.
Dans une variante conforme à l'invention, un électro- aimant 24 attire le noyau 26 et la tige de commande 10 qui lui est solidaire en position de démarrage. La commutation de mise en et hors service du bobinage 24 peut être liée à celle du démarreur ou de la pompe à huile de prégraissage.
Le bobinage 25 permet de provoquer l'arrêt du débit du carburant pour des raisons autres que la baisse de pression d'huile et le surrégime, au moyen d'impulsions électriques don- nées par des commandes appropriées.
Par interposition d'une soupape d'ouverture centrifuge dans la conduite d'huile de graissage entre l'étranglement 3 et le dispositif de sécurité 4, il est possible de déclencher le dispositifde sécurité en cas de surrégime.
REVENDICATIONS
1. Dispositif de sécurité pour moteurs à combustion interne interrompant l'alimentation en carburant du moteur en cas de baisse de la pression d'huile de graissage, caractérisé par le fait que la tige de commande (10) peut se déplacer sans frotte- ment grâce à au moins deux membranes flexibles (22,23) souffleta ou autres dispositifs d'étanchéité et que le débit de carburant n'est pas automatiquement rétabli en cas de rétablissement de la pression d'huile de graissage.