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Disrositif de régulation'de l'injection du combustible dans un moteur Diesel à turbo-compresseur.
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L'invention a pour but de commander le débit de combustible par coup de pompe (débit spécifique) de la pompe d'injection associée à un moteur Diesel à turbo-compresseur, en sorte de réaliser automatiquement une variation d'allure croissante de ce débit aux nombres de tours élevés, tout en conservant la possibilité d'enrichir l'injection aux faibles régimes.
Plus spécifiquement, l'invention consiste en une modification d'un dispositif connu d'injection de combustible, en vue de faire croître le débit de combustible par coup de pompe, à partir d'une certaine vites se, suivant une loi peu éloignée de la loi de croissance exponentielle du poids d'air admis au moteur par le turbo-compresseur.
Suivant le dispositif connu dont question, le débit de la pompe d'injection de combustible est commandé par une crémaillère dont une extrémité est relire à une membrane placée dans une enceinte en communication avec la tuyauterie d'admission d'air au moteur, en aval de la soupape d'étran- glement de l'accélérateur, et sollicitée par un ressort vers la position de débit maximal du combustible, et dont l'autre extrémité est limitée dans son déplacement en ce cens par une butée effaçable aux faibles régimes. Cet effacement s'effectue pratiquement en amenant la butée en face d'un évidement prati- qué dans l'extrémité de la crémaillère. On augmente ainsi, au moment du démarrage à froid du moteur l'ordonnée du diagramme d'injection.
Il est connu aussi d'agir annuellement sur la crémail- lère à l'aide d'un poussoir s'appliquant contre la membrane.
Dans le dispositif modifié suivant l'invention, qui est entièrement automatique, un organe intermédiaire élastique
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est placé entre l'extrémité de la crémaillère dirigée vers la butée et cette dernière. Cet organe est constitué par un ressort monté entre un plateau recevant l'action de la cré- maillère et un tampon dirigé vers la butée. La force de ce ressort est supérieure-ou au moins égale- à celle du ressort qui s'applique à la membrane. L'invention comprend en outre un moyen de réglage de l'amplitude du mouvement d'écrasement du ressort, afin de définir de façon précise la valeur maxi- male du débit spécifique. Ce moyen comprend un organe rigide plus court que le ressort, situé entre le plateau et la butée et propre à se substituer au ressort avant l'écrasement complet de celui-ci.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, et en cons-dérant les dessins purement schématiques qui lui sont associés. Sur ceux-ci :
Figure 1 représente 'm dispositif connu de réglage d'injection de combustible.
Figure 2 est une vue de détail du dispositif précédent, en coupe partielle.
Figure 3 est une vue ana logue à la figure 1, comportant une modification du dispositif connu, conformément à l'invention.
Figure 4 est une vue de détail du dispositif de la figure 3.
Figures 5,6 et 7 sont des diagrammes utiles à la compréhension de l'invention.
On considérera d'abord la figure 1 qui schématise les organes essentiels d'un système connu de régulation du débit d'injection spécifique dans un moteur Diesel, ce système fonctionnant par dépression.
On a désigné par 1 la tige portant la crémaillère
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qui coopère avec les pistons de la pompe d'injection de combus- tible. Lorsque cette crémaillère avance dans le sens de la flèche f, les pistons, comme on le sait, tournent autour de leurs axes dans un sens ayant pour effet d'augmenter le débit de combustible par coup de pompe. La tige 1 est reliée par une de ses extrémités à une membrane 2 contenue dans une enceinte 3 qu'un conduit 4 relie à la tuyauterie 5 d'admission d'air aux cylindres du moteur Diesel. Le conduit 4 débouche dans cotte tuyauterie en aval de la soupape d'étranglement 6 constituant l'accélérateur. La tige 1 est sollicitée dans la sens du débit spécifique maximal par un ressort 7 exerçant une poussée sur la membrane .
Le mouvement de la lise 1 est limitépar la rencontre de son autre extrémité, guidée dans un manchon fixe 9, avec une butée 8 éventuellement effaçable.
La figure 2 montre un dispositif d'effacement de la butée : la tige 1 présente à son extrémité un évidement 10 propre à recevoir la butée 8 lorsqu'elle a été amenée dans une position 8'. L'effacement de la butée permet d'augmenter la course de la tige 1 juscu'à sa rencontre avec la face 11 d'un élément du bâti de la machine, et par conséquent, de produire une augmentation eu débit spécifique pour enrichir l'injection, ce qui est utile au démarrage du moteur,particu- lièrement aux basses températures.
Le ressort 7 appliqua normalement la tige 1 contre la butée 8. Le débit d'injection par coup de pompe a donc une valeur constante. Lorsqu'on efface la butée 8, le débit de combustible passe à une va.eur plus élevée mais toujours constante d'un coup de pom>e à l'autre. Le rôle de la membrane 2 est de provoquer un déplacement de la tige 1 dans le sens contraire à celui de la fleche f, lorsqu'il naît une dépression
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dans la tuyauterie 5 et par suite dans l'enceinte 3.
Ceci se produit au ralenti, lorsqu'on étrangle le passage d'air par la soupape 6 de l'accélérateur. Le déplacement de la tige 1 dans le sens contraire à celui de la flèche f agit sur les pistons de la pompe d'injection dans un sens tel que le débit spécifique diminue, et cela d'autant plus que la dépression dans la tuyauterie d'amenée d'air est plus forte. On notera que dans ce dispositif, l'enceinte 3 n'est jamais le siège d'une surpression.
La constance du débit par coup de pompe est reflétée par le graphique de la figure 5 où l'on a porté en abscisses le nombre de tours par minute (TM) du moteur, et en ordonnées le débit (D) de combustible par coup de pompe.La constance du débit s'expri@e par une droite parallèle à l'axe des vitesses.
On peut, en fait, ircliner légèrement cette droite dans un sens ou dans l'autre par des dispositifs connus.
Lorsque le moteur Diesel est équipé d'un turbo- compresseur, il est nécessaire que le débit de combustible s'accroisse à mesure qu'augmente la vitesse du moteur et, avec elle, le débit de l'alimentation en air. La pression d'air dans la tuyauterie 5 croît suivant une loi d'allure exponentielle, et le poids d'air envoyé dans les chambres de combustion croit en suivant sensiblement la même loi. Il serait donc nécessaire de faire varier le débit de combustible par coup de pompe suivant une loi telle que traduite en principe par la courbe
CFG de la figure 6, où l'on a tracé parallèlement à l'axe des nombres de tours un axe des vitesses (V) d'un véhicule entraîné par le moteur Diesel.
Toutefois la courbe de débit de la figure 6 correspond à des conditions de fonctionnement idéales du moteur proprement dit*
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En fait on constate sur route qu'il y a intérêt à enrichir le mélange aux bas régimes ce qui améliore la valeur et la régularité du couple moteur sans l'émission notable de fumées à l'échappement, de sorte qu'un diagramme idéal d'injection serait du type de celui que montre la figure 7- Sur ce diagramme, aux faibles vitesses, dans un domaine compris entre les vitesses V1 et V2 par exemple, on fontionnerait à débit spécifique constant, comme représenté par la droite E'F'. A partir de la vitesse V2, la courbe des débits spécifi- que doit se présenter comme figurée entre F' et G', cette partie de la courbe correspondant à la partie FG de la courbe de la figure 6.
Aucun des dispositifs actuellement connus ne permet d'obtenir automatiquement des courbes d'injection telles que CFG ou E'F'G'. L'invention le permet, en modifiant automatiquement le débit spécifique à partir d'une certaine vitesse V2, en fonction de l'augmentation du débit pondéral de l'air d'alimentation.
Le schéma de principe du dispositif suivant l'invention est donné à la figure 3 où les éléments connus de la figure 1 ont reçu les mêmes indications de référence que sur cette dernière. La tuyauterie $ d'admission d'air au moteur est alimentée par le turbo-compresseur 12 dont la vitesse croit en même temps que celle du moteur. L'invention réside en fait dans l'attribution d'une fonction nouvelle à la membrane
2 déjà connue, et dans une modification de la possibilité de déplacement de la tige 1 que l'on décrira maintenant.
Entre l'extrémité de la tige 1 opposée à celle qui reçoit l'action de la membrane 2, et la butée 8, est intercalé un organe intermédiaire (13, 14, 15) prenant place dans un
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prolongement do la gaine de guidage 9. Cet élément comprend, dans l'ordre, un plateau 14 apte à recevoir la poussée de la tige 1, un ressort 13, et un tampon 15 dont la face libre coopère avec la butée 8. La réalisation de cet ensemble est montrée plus en détail à la figure 4. Le ressort 13 qui s'étend entre le plateau 14 et le tampon 15 est monté autour d'un prolonge ment cylindrique 16 du plateau 14.
Le tampon 15 est constitué par un manchon présentant une cavité intérieure 19 dans laquelle s'ouvre le passage 10 destiné à recevoir la butée 8 lorsqu'elle a été amenée dans sa position 8'.La cavité 19 est limitée de l'autre côté par une paroi 18 percée d'un alésage 20 dans lequel passe une tige 17 reliée au corps cylindrique 16. Le diamètre de l'alésage 20 est plus petit que celui du corps 16. La tige filetée 17 porte un écrou 21 logé dans la cavité 19 et s'appliquant contre la paroi 18. En serrant plus ou moins cet écrou, on peut rapprocher le plateau 14 du tampon 15, c'est-à-dire régler la distance E entre l'extrémité du corps 16 et la face externe du dit tampon 15.
L'amplitude du réglage possible dépend de la mesure dont le corps cylindrique 16 est plus court que le ressort 13.
L'ensemble 13, 14, 15 est maintenu solidaire d'un cylindre 22 fretté sur le corps du tampon 15 ce qui empêche tout mouvement transversal des éléments de cet ensemble dans la gaine de guidage 9 et par conséquent tout coincement dû à l'excentricité de la butée, lors du glissement du dit cylindre dans la gaine, au cours du déplacement de l'ensemble du dispositif de régulation.
Aux faibles vitesses, le fonctionnement du dispositif suivant l'invention ne diffère pas de celui du dispositif ordinaire, et l'influence d'une dépression dans la tuyauterie
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d'admission d'air 5 s'exerce comme dans celui-ci. La tige 1 est poussée par le ressort 7, dans le sens du débit spécifique maximal, jusqu'à buter contre le plateau 14. Celui-ci constitue avec le ressort 13 et le tampon 15 un ensemble rigide, parce que la force du ressort 13 est suffisante pour n'être pas dépassée par la poussée du ressort 7.
On peut effacer ou non la butée 8, ou en régler la longueur suivant la nature du combustible utilisé, de façon à obtenir un débit spécifique constant quelconque tel que représenté par un palier E' F' ou E" F" à la figure 'la Le schéma d'injection commence de toute manière par une droite parallèle à l'axe des vitesses.
Lorsque la vitesse du moteur augmente, le turbo- compresseur accroît la pression de l'air dans la tuyauterie 5 et il en résulte un accroissement de la pression dans l'enceinte 3, derrière la membrane 2. La force créée par cette pression s'ajoute à la force élastique du ressort 7. Lorsque la résultante de ces forces dépasse la force élastique du ressort 13, celui-ci se-raccourcit d'autant plus que la vitesse . du moteur s'élève. A ce raccourcissement correspond un déplace- ment de la tige 1 dans le sens de la flèche f, et par suite une augmentation du débit spécifique de la pompe d'injection de combustible. La courba de variation du débit spécifique en fonction de la vitesse du moteur a l'allure de la courbe
F'G' de la figure 7 ou d'une courbe telle que F" G" (cas des combustibles légers)suivant la valeur du débit constant aux faibles vitesses.
Ce processus se poursuit jusqu'à ce que le ressort 13 s'écrase assez pour amener le corps cylindrique 16 à buter contre le tampon 15, c'est-à-dire jusqu'à ce que soit résorbé l'écart E réglé ,-. l'avance au moyen de l'écrou 21.
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On peut, par le serrage de l'écrou 21, fixer avec précision un point G' (ou G") où s'arrête la courbe du débit spécifique d'injection. La distance HG' (ou HG") mesurable sur le dia- gramme entre l'ordonnée desfaibles vitesses et l'ordonnée du point terminal de la courbe exprime l'accroissement maximal du débit spécifique.
REVENDICATIONS.
1. Dispositif de régulation de l'injection du combustible dans un moteur Diesel à turbo-compresseur,, comportant une crémaillère de commande du débit spécifique de la pompe d'injection de combustible, dont une extrémité est reliée, à une membrane placée dans une enceinte en communication avec la tuyauterie d'admission d'air au moteur, en aval de la soupape d'étranglement de l'accélérateur, et sollicitée par un ressort vers la position de débit spécifique maximal, et dont l'autre extrémité est limitée dans son déplacement en ce sens par une butée, caractérisé en ce qu'il comporte, entre l'extrémité de la crémaillère dirigée vers la butée et cette dernière,
un organe intermédiaire élastiquement compres- sible, d'une rigidité au moins égale à celle du ressort sollicitant la membrane.