Procédé et dispositif d'injection de combustible dans les moteurs<B>à</B> combustion interne. La présente invention est relative<B>à</B> un procédé et<B>à</B> un dispositif d'injection de com bustible dans les moteurs<B>à</B> combustion in terne. Ce procédé et ce dispositif procurent l'avantage d'un fonctionnement précis, tel qu'on le rencontre dans les soupapes d'injec tion de type connu<B>à</B> courant gazeux, tout ci) permettant de supprimer le compresseur d'air ou le réservoir d'air comprimé néces sités jusqu'ici par ces soupapes d'injection.
Le procédé consiste<B>à</B> introduire dans un réservoir auxiliaire de l'air provenant de la compression dans le. cylindre et une quantité de combustible qui s'enflamme spontanément, puis<B>à</B> utiliser le gaz chaud sous pression ainsi obtenu comme fluide d'injection<B>du</B> combustible dans le cylindre du moteur au moyen d*une soupape d'injection.
Le dispositif pour la mise en #uvre du procédé comprend un réservoir pouvant être mis en communication d'une manière inter mittente avec la chambre de compression du moteur, un dispositif d'obturation pouvant fermer la communication entre le. réservoir et le cylindre, un dispositif d'injection de combustible dans le réservoir, une soupape d'injection<B>à</B> aiguille alimentée en combusti ble et recevant les gaz chauds qui servent<B>à</B> l'injection, en arrière du siège de l'aiguille, et une commande de l'aiguille d'injection maintenant ouverte la communication entre le réservoir et le cylindre pendant la période d'échappement.
<B>A</B> titre d'exemple plusieurs formes d'exé cution du dispositif suivant l'invention sont décrites ci-dessous et représentées aux des sins annexés dans lesquels<B>:</B> La fig. <B>1</B> représente schématiquement un dispositif simplifié destiné<B>à</B> faciliter la com- p re 'h ension de l'invention; La fig. 2 est une coupe axiale d'une pre mière forme d'exécution;
Les fig. <B>3</B> et 4 sont relatives<B>à</B> une deu xième forme d'exécution, la fig. <B>3</B> étant une coupe axiale et la fig. 4 montrant le détail de la came de commande de l'aiguille; Les fig. <B>5</B> et<B>6</B> sont relatives<B>à</B> une troi sième forme d'exécution et représentent des -vues analogues ;. Les fig. <B>7</B> et<B>8</B> sont relatives<B>à</B> une qua trième forme d'exécution et représentent des vues analogues<B>;</B> Les fig. <B>9 à 15</B> sont relatives<B>à</B> une cin- quième forme d'exécution.
La fig. <B>9</B> est une coupe axiale,<B>là</B> fig. <B>10</B> montre une coupe des aiguilles de la soupape d'injection avec le débouché des canaux qui aboutissent aux logements de ces aiguilles, la fig. <B>11</B> est une élévation de la commande des aiguilles, la fig. 12 en est un plan montrant les cames de commande, et les fig. <B>13,</B> 14,<B>15</B> repré sentent ces cames en coupe de détail.
Dans la fig. <B>1,</B> en<B>1</B> est la chambre de compression du moteur; 2 est le réservoir de gaz d'injection;<B>3</B> un obturateur automatique (par exemple une soupape de retentie formée par une bille); 4 un tuyau de pompe alimen tant en combustible en fin de compression le réservoir 2;<B>5</B> un tuyau de communica tion entre le réservoir 2 et la soupape d'in jection<B>6</B> du moteur;<B>6</B> la soupape d'injection <B>à</B> aiguille du moteur;<B>7</B> une tuyauterie d'ali mentation de combustible de la soupape d'injection<B>6; 8</B> l'aiguille de la soupape<B>6;</B> <B>9</B> la commande de l'aiguille<B>8; 10</B> la carne de commande (le l'aiguille<B>S.</B>
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant: pendant la période de compression du moteur, la soupape<B>3</B> se soulève et le réservoir 2 se remplit d'air<B>à</B> la même pres sion que le cylindre moteur<B>1;</B> en fin de compression, le réservoir 2 reçoit par4 une quantitô de combustible qui s'enfiarnme spon tanément pour brûler suivant le régime<B>à</B> explosion; la soupape<B>3</B> se ferme automa tiquement;
lorsque la pression est maxi- muni dans le réservoir 2, l'aiguille<B>8</B> écartée de son siège par la commande<B>9</B> et la came <B>10,</B> laisse décharger dans le cylindre par le tuyau<B>5</B> les gaz chauds et comprimés du réservoir 2; simultanément la pompe reliée <B>à</B> la soupape d'injection refoule la eharge de combustible par le conduit<B>7; à</B> la sortie de ce dernier, le combustible est projeté et<B>pul-</B> vérisé dans le cylindre par le courant de gaz chauds sortant de la soupape d'injection.
Les gaz du réservoir 2 ne sont pas distraits du cycle de la machine, l'aiguille<B>8</B> restant levée depuis le début de l'injection jusqu'en fin de période d'échappement, pour permettre après l'injection la décharge du réservoir 2 pendant la détente et sa vidange pendant l'échappement. La came<B>10</B> est de profil appro prié pour permettre la levée de l'aiguille<B>8</B> de cette manière.
La combustion dans le cylindre<B>1</B> a lieu suivant un régime d'explo sion ou de pression constante, on internié- diaire suivant le débit de la soupape d'iiijec- tion en gaz d'injection et en combustible,- l'allumage de ce combustible dans la cham bre de compression du moteur a lieu par paroi chauffée ou par la température de com pression, c'est-à-dire suivant les modes em ployés dans les moteurs où l'introduction de combustible a lieu en fin de compression.
La fig. <B>2</B> est relative<B>à</B> une forme d'exé cution de l'invention appliquée<B>à</B> un moteur dans lequel l'allumage du combustible se fait par paroi chaude, moteur ordinairement<B>dé-</B> signé par le nom de Semi-Diesel.
Dans ce dispositif, une première pompe alimente le réservoir d injection et une deu. xième pompe alimente la soupape d'injection. L'obturateur établissant la communication entre le cylindre moteur et le réservoir est constitué par l'aiguille de la soupape d'injec tion.<B>11</B> est la culasse du moteur, ll' la paroi chaude de la chambre de compression (chauffée au départ et non refroidie en mar che), 12 le réservoir d'injection,<B>13</B> le canal d'injection de combustible dans le réservoir 12, 14 une bille de retentie située entre 4 et la pompe,<B>15</B> la soupape d'injection de coin- bustible dans le moteur,
<B>16</B> un tuyau de communication entre la chambre de la sou pape<B>15</B> et le réservoir 12,<B>17</B> l'aiguille de la soupape commandée par le basculeur <B>18</B> recevant son mouvement de la tige<B>18'</B> sou levée par le galet<B>18",</B> commandé lui-mème par la came<B>19;</B> l'aiguille<B>17</B> est rappelée sur son siège par un ressort<B>IV;</B> 20 est la chambre de l'aiguille, 20' le conduit de sor tie des gaz provenant du réservoir d'injection 12; 21 est l'arrivée de combustible de la pompe de la soupape<B>15;</B> 21' est un conduit amenant le combustible dans la soupape<B>à</B> l'orifice 21"; 21"' est une bille de retenue placée sur le conduit 21'.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant<B>:</B> Pendant la compression l'aiguille<B>17</B> est soulevée par la came<B>19,</B> la compression s'exerce dans le réservoir d'injection 12<B>-</B> en fin de compression l'aiguille est fermée et la pompe reliée<B>à 13</B> introduit une quantité de combustible dans 12 en le dirigeant sur ja paroi de<B>ce</B> réservoir commune avec la cham bre de combustion<B>11</B> du moteur et non re froidie; la combustion a lieu spontanément suivant le régime<B>à</B> explosion dans le réser voir 12;
après un temps très court lorsque la pression est maxima dans le réservoir 12 l'aiguille<B>17</B> est soulevée par la came<B>19</B> et simultanément la pompe de la soupape<B>15</B> refoule<B>le</B> combustible, par Forifice 21"; les gaz du réservoir 12 sortant par l'ajutage 20' pulvérisent le combustible arrivant par le canal 21" et le dirigent sur la paroi chaude <B>Il'</B> oà il s'enflamme et brûle suivant le régime<B>à</B> explosion on<B>à</B> pression constante on<B>à</B> un régime intermédiaire suivant que, la pompe de la soupape<B>15</B> lance sa charge instantanément ou dans un temps plus long.
L'aiguille<B>17</B> reste ouverte pendant la détente et les gaz chauds évacuent le réser voir 12; en fin d'échappement il reste dans 12 des gaz brûlés<B>à</B> même pression que dans le cylindre moteur. En période de compression, Pair pur mélangé aux gaz résiduels est com primé -dans le réservoir 12 et le cycle recom mence; l'aiguille<B>17</B> reste ouverte depuis le début de l'injection jusqu'en fin de la com pression suivante<B>:</B> ce résultat est obtenu par le profil de la came<B>19</B> représenté fig. 2.
Les fig. <B>3</B> et 4 représentent *une forme d'exécution s'appliquant<B>à</B> la même catégorie de moteurs avec cette différence qu'une seule pompe alimente<B>à</B> la fois en combustible le réservoir d'injection et la soupape d'injection;
le refoulement de cette pompe se fait au moment où l'injection doit se produire dans le réservoir 24 et le combustible destiné an moteur'reste cri dépôt dans les conduits<B>28,</B> 40 et 41 de la soupape d'injection, le conduit 41 est en supplément des dispositifs du système précédent;
au moment<B>de</B> l'injection les gaz cliauds sortent par<B>38,</B> la pression des gaz s'exerce dans 41, fait sortir le com bustible par 40 et ce dernier est pulvérisé par le courant gazeux soi-tant par<B>38.</B> Suivant le diamètre de l'orifice 40, le combustible est introduit instantanément ou lentement, ce qui correspond aux divers régimes de combustion des cycles réalisés dans les mo teurs (pour tout ce qui nest pas répété, c'est la même disposition et le môme fonc tionnement que pour J'application précédente).
Les fig. <B>5</B> et<B>6</B> sont relatives<B>à</B> une forme d'exécution de l'invention appliquée<B>à</B> un moteur dans lequel l'allumage du combusti ble se fait par la température de la com pression (moteur du genre Diesel).
Dans cette forme d'exécution, le réser voir d'injection est alimenta de combustible au moyen d'une pompe et la soupape d*in- jection du moteur au moyen d'une deuxième pompe.
Dans ces figures, 42 es.t la chambre de compression du moteur, 43 la wlasse du moteur, 44 le piston moteur, 45 le réservoir d'injection, 46 l'orifice d'entrée du combusti ble dans ce réservoir, 47 une bille de#retenue, 48 la tuyauterie réunissant 46<B>à</B> -sa pompe <B>à</B> combustible, 49 la soupape d'injection du moteur,<B>50</B> l'aiguille d'injection,<B>51</B> le bas culeur de commande de<B>50,</B> 52 le galet de<B>51,</B> <B>53</B> la came de commande de l'aiguille, 54 la chambre annulaire.
de l'aiguille toujours en communication par le tuyau,<B>55</B> avec le réservoir d'injection 45,<B>56</B> le conduit de sortie du combustible et des gaz d'injection dans le cylindre,<B>57</B> le conduit reliant la deuxième pompe<B>à</B> combustible<B>à</B> la soupape d'injection du moteur,<B>58</B> le conduit de descente du combustible dans la chambre annulaire de l'aiguille<B>50</B> de l'injecteur,<B>59</B> une bille de retenue sur le conduit de com bustible,<B>60</B> une bille de retenue formant obturateur automatique entre<B>le</B> réservoir d'injection 45 et le cylindre,<B>61</B> le conduit de communication ouvert ou fermé par<B>60.</B>
Le fonctionnement de<B>ce</B> dispositif est le suivant.
Pendant la compression, la bille<B>60</B> est soulevée automatiquement et le réservoir 45 est, en fin de compression, rempli de gaz résiduels et d'air pur<B>à</B> même pression qüe dans le cylindre, la pompe reliée<B>à</B> 46 envoie dans le réservoir 45 une quantité de eom- bustible pour obtenir la combustion du mé lange suivant le régime d'explosion, la bille <B>60</B> ferme automatiquement le trou<B>61.</B> Lors que la pression est<B>à</B> sa valeur maxima dans le réservoir d'injection 45,
l'aiguille<B>50</B> de l'injecteur 49 est soulevée par sa came<B>53</B> et le combustible amené avant l'injection par le conduit<B>58</B> dans la chambre annulaire 54, est chassé dans le cylindre moteur par les gaz<B>du</B> réservoir 45 arrivant par la tuyau terie<B>55</B> dans la chambre 54, au-dessus du combustible; ce dernier brûle dans le cylin dre suivant le régime<B>à</B> pression constante, ou suivant un des régimes quelconques des machines àcombustion interne. Le débit de l'aiguille et du trou<B>56</B> (dont la forme est déterminée pour le meilleur écoulement) règle la durée de la période d'introduction du com bustible.
Comme dans tous les moteurs, la quantité de combustible varie avec la charge sous Faction d'un mode de réglage quelcon que. Après l'injection, la, détente a lieu dans le cylindre moteur, l'aiguille<B>50</B> reste levée pendant les périodes de détente et d'échap pement, les gaz restant dans le réservoir d'injection 45 après l'injection participent<B>à</B> la détente, et en période d'échappement éva cuent le réservoir 45; en période d'admission la soupape 49 est fermée et la pompe<B>à</B> combus tible remplit de combustible la chambre an nulaire 54 sans qu'il soit nécessaire d'une grande pression de refoulement puisque la pression dans 54 est voisine de la pression atmosphérique, en suite la compression a lieu et le cycle recommence.
Tout ce qui a été dit pour cette forme d'exécution est vrai pour un cycle<B>à</B> 4 ou 2 temps. Les fig. <B>7</B> et<B>8</B> représentent une autre forme d'exécution appliquée<B>à</B> la même caté gorie de moteur, avec cette différence qu'une seule pompe alimente en combustible le ré servoir d'injection<B>65</B> et la soupape d'injec tion<B>69</B> du cylindre.
Le refoulement de cette pompe se fait au moment de l'injection dans le réservoir<B>65</B> et le combustible destiné au moteur reste en dépôt danh la chambre<B>80'</B> communiquant par 2 conduits<B>81, 82</B> avec l'entrée et la partie rétrécie du canal d'injec tion qui est convergent-divergent;
au moment de l'injection la pression des gaz chauds de <B>65</B> se communique par le conduit<B>81 à</B> la surface supérieure du combustible dans la chambre<B>80'</B> en même temps que l'écoule ment des gaz a lieu dans le conduit<B>77,</B> la partie inférieure du combustible de la cbain- bre <B>80'</B> communique avec<B>77</B> par le conduit <B>82</B> dans une région où la pression est moindre qu'à l'entrée du conduit<B>81 ;</B> la différence<B>de</B> pression exercée<B>à</B> la partie supérieure et<B>à</B> la partie inférieure du combustible le fait sortir par<B>82</B> dans<B>77,</B> oft il est pulvérisé et entraîné dans le cylindre.
Suivant le diainè- tre de<B>77</B> et de<B>82,</B> la durée d'introduction du combustible varie et permet d'obtenir la combustion dans le cylindre suivant des ré gimes différents.
La communication entre le réservoir d'in jection.<B>65</B> et le moteur est établie par Fai- guille <B>70 de</B> la soupape<B>69,</B> cette aiguille reste levée depuis le début de l'injection jusqu'en fin. de compression suivante.
Pour tout le reste de<B>ce</B> dispositif, on retrouve les mêmes dispositions et le même fonctionnement que pour Fapplication précé- dente.
Les fig. <B>9 à 15</B> sont relatives<B>à</B> une forme d'exécution de l'invention appliquée<B>à</B> un moteur Diesel. Elle diffère des deux précé dentes et) ce que l'alimentation en combus tible se fait sans pompe pour le réservoir et pour la soupape d'injection du moteur<B>;</B> cette dernière est du type breveté en France par le demandeur sous le<B>NI, 497.092,</B> du<B>15</B> mars<B>1919.</B> La soupape d*injection 94 comporte (fig. <B>9)</B> une aiguille<B>95</B> placée dans le conduit<B>96</B> d#arrivée du gaz d'injection dont l'extrémité 102 a une forme convergente-divergente, et une aiguille<B>103</B> placée dans le conduit<B>107</B> d'arrivée de combustible.
Le combustible que laisse écouler l'aiguille<B>103</B> pendant sa levée se rend dans un réservoir d'attente<B>108</B> com muniquant par 2 conduits, supérieur<B>109</B> et inférieur<B>110,</B> avec le conduit convergent- divergent de façon qu'à la levée de l'aiguille d'injection le combustible soit projeté dans le courant sous l'influence de la différence de pression régnant dans les parties du cou- vergent-divergent où débouchent les conduits <B>109</B> et<B>110.</B>
L'alimentation en combustible du -réser voir d'injection<B>86</B> se fait par une aiguille <B>89</B> laissant écouler dans ce réservoir une quantité de combustible. Le combustible est en charge de quelques grammes au dessus de cette aiguille<B>89.</B> Elle est commandée (fig. <B>11</B> et 12) par le levier<B>90</B> appuyant son ga let<B>91</B> sur la came de profil appropriée<B>92</B> (fig. <B>13).</B> Le combustible, envoyé dans le ré servoir d'injection<B>86 à</B> la période d'admission d'air dons le moteur, s'enflamme automati quement dès que la température de compres sion devient suffisante.
La communication entre le réservoir<B>86</B> et le cylindre moteur se fait par la soupape 94 du cylindre et la tuyauterie<B>97.</B> L'aiguille<B>95</B> d'injection du moteur est soulevée par la came de pro fil appropriée<B>100</B> (fig. 14), depuis le début de l'injection jusqu'en fin de compression, avant que la charge ne s'allume dans le réservoir d'injection<B>86.</B> La soupape 94 est chargée de combustible par un réservoir, en charge<B>de</B> quelques grammes, dans une<B>pé-</B> riode où la pression dans le cylindre est voi sine de la pression atmosphérique (période d'admission d'air) la commande de l'aiguille <B>103</B> d'admission de combustible se fait par la came de profil appropriée<B>106</B> (fig. <B>15)
.</B> Les cames<B>100</B> et<B>106</B> sont<B>à</B> profil variable et l'arbre<B>à</B> cames se déplace longitudinale ment pour le réglage comme il est indiqué dans le brevet français<B>497.092.</B> L'aiguille d'injection<B>95</B> constitue l'obtu rateur entre le réservoir d'injection<B>86</B> et le cyli ndre; cette aiguille levée depuis le début d'injection jusqu'en fin de compression, comme il a été dit ci-dessus, permet au réservoir d'injection, après l'injection, de participer<B>à</B> la détente, d'évacuer ses gaz brûlés pendant la période d'échappement et de se remplir d'air pendant la période de compression.
L'application aux moteurs Diesel de cette forme d'exécution de l'invention, permet avec une complexité relativement faible, de sup primer dans ces moteurs, le compresseur d'in jection et les pompes<B>à</B> combustible.