Procédé pour introduire du combustible liquide dans un cylindre de moteur à combustion et dispositif pour sa mise en #uvre. La, présente invention comprend un pro- eédé pour introduire du combustible liquide dans un cylindre de moteur à. combustion et un dispositif pour la mise en a;uvre de ce procédé.
Dans les machines du type ordinaire Diesel, de l'air à haute pression est employé pour injecter et pulvériser du combustible liquide.
D'autre part, dans les machines dans les quelles l'introduction du combustible a lieu sans air, le combustible doit être soumis à une pression d'environ 300 atmosphères, pour être soigneusement pulvérisé, en vue de permettre un allumage pratiquement instan tané, ce qui, d'ailleurs, même, avec l'emploi d'une telle pression n'est pas toujours le cas.
Le procédé selon l'invention a pour but d'obvier aux inconvénients inhérents à l'em ploi, comme moyen d'injection, d'air forte ment comprimé dans les moteurs du type Diesel et à ceux inhérents à l'emploi de combustible soumis à une très haute pres- sion dans le cas de machines dans lesquelles l'injection du combustible a lieu sans air. Ce procédé est caractérisé par le fait que sous l'effet d'une pression produite par une pompe à combustible, celui-ci est injecté ensemble avec un fluide élastique destiné à produire par détente brusque la pulvérisation du com bustible dans la charge d'air du cylindre.
Le dispositif pour la mise en ceuvre de ce procédé est caractérisé par le fait qu'il comprend une pompe à combustible et des moyens permettant que le combustible et le fluide élastique puissent être introduits en eux, en amont d'une soupape qu'ils com portent et destinée à .établir la communica tion avec le cylindre, pour être injectés en semble dans celui-ci sous l'effet de la pres sion produite par ladite pompe.
Le dessin annexé - représente," à titre d'exemples, des parties de formes d'exécu= tion du dispositif.
Fig. 1 est une coupe axiale d'une partie; d'une première forme- d'exécution; Fig. 2 est une coupe axiale selon A-A de fig. 3 d'une partie d'une seconde forme dyexécution; Fig. 3 est un plan correspondant à fig. 2;
Fig. 4 est une coupe partielle selon B-B de fig .3; _ _ Fig. 5 est une coupe partielle d'une pompe à combustible avec moyens de réglage, qui peut être associée avec la partie du dis positif représentée en fig. 2 pour constituer une forme d'exécution complète du dispositif; Fig. 6 et 7 sont des vues de détails rela tives à ces moyens de réglage.
En référence à la fig. 1, 1 est le poin teau d'une soupape 3 par laquelle se fait l'injection du combustible dans le cylindre. Ce pointeau est mobile axialement dans une douille fixe 2. Un ressort non représenté le sollicite à appuyer sur son siège, en 3, de manière à fermer la soupape, comme montré en fig. 1.
est une chambre, dénommée ci-après chambre à combustible, située dans un corps 11 à l'intérieur duquel est disposé un autre corps, 10, limitant d'un côté la chambre 4 et dans lequel est pratiqué un canal commu niquant avec le conduit de refoulement d'une pompe alternative à combustible non repré sentée et comportant une soupape de retenue du côté aspiration seulement.
La soupape 3 permet de relier la cham bre 4 à l'intérieur du cylindre, non repré senté, lorsque le pointeau 1 est soulevé.
A l'intérieur de la chambre 4 sont dis posées des chicanes constituées par des dis ques 8 la partageant en plusieurs espaces annulaires communiquant les uns avec les autres grâce à des orifices 9 traversant les disques 8.
Dans la paroi du corps 11 qui limite laté ralement la chambre 4, sont pratiquées des ouvertures 7 permettant de faire communiquer une chambre annulaire 5 entourant le corps 11 avec la chambre 4 lorsque les orifices ou lumières 6' d'un fourreau coulissant 6 coïn cident avec elles.
Le fourreau 6 coulisse le long de la paroi externe du corps 11, à l'intérieur de la cham- bre 5, qui est pratiquée dans un corps 12 concentrique au corps 11. La chambre 5 communique avec une source de fluide élas tique tel que de l'air, par exemple.
Le fourreau 6 et le pointeau 1 sont com mandés, par exemple, par l'intermédiaire de cames, par le moteur lui-même.
Le fonctionnement de cette forme d'exé cution est le suivant: Lorsque le pointeau 1 vient fermer la soupape 3, l'injection étant terminée, il reste une certaine quantité de combustible liquide dans la chambre 4 et, dans la chambre 5, se trouve du fluide élastique, de l'air, par exemple. La pompe à combustible commence son aspiration et produit l'aspiration d'une partie du liquide se trouvant en 4, qui cir cule alors à contresens dans le conduit de refoulement de cette pompe, ce qui fait que de l'air se trouvant en 5 pénètre dans la cham bre 4 par des orifices 6' et 7 (qui coïncident à ce moment) et ceci grâce au fait que cette pompe ne comporte pas de soupape sur son conduit de refoulement.
L'air venant de 5 pénètre dans la chambre 4 sous forme de bulles sortant des orifices 6', passe à. travers les orifices 9 des chicanes 8 et, en essayant de gagner le canal du corps 10 reliant la chambre 4 à la pompe, brasse le liquide resté dans cette chambre.
. Ce fluide élastique forme, à l'intérieur du combustible contenu dans la chambre 4, des bulles qui sont empêchées, par les chicanes 8, de se séparer du liquide, de sorte qu'à cha cune des masses du combustible situées dans les espaces compris dans la. chambre 4 corres pond une certaine quantité de fluide élasti que contenue sous forme de bulles dans cha cune de ces masses, ou à leur partie supérieure. Lorsqu'une quantité suffisante de fluide élastique a été introduite dans la. chambre 4 par les orifices 6', le fourreau se déplace et coupe la communication entre les chambres 5 et 4.
La pompe à combustible aspire du combustible du réservoir et le refoule ensuite dans la chambre 4, ce qui fait que le liquide et le fluide élastique qu'il contient, qui se trouvent dans la chambre 4, sont comprimés, jusqu'à une valeur (90 atmosphères, par exemple) pour laquelle le pointeau se sou lève et ouvre la soupape 3, le ressort agis sant sur le pointeau 1 étant tel que l'effort exercé par la pression du liquide à. ce mo ment sur un épaulement qu'il présente lui sois: égale ou légèrement supérieure.
Le pointeau étant soulevé, le liquide con tenu dans la chambre 4 gicle dans le cylindre du moteur, dans lequel se trouve à ce mo ment de l'air, comprimé sensiblement au maximum, par exemple à 30 atmosphères, le piston se trouvant pratiquement au point mort supérieur.
Comme la pression à laquelle le liquide se trouvant en 4 est notablement supérieure à celle régnant dans le cylindre, en arrivant dans ce dernier, les bulles de fluide élas tique contenues dans le liquide giclant hors de la chambre 4 se détendent brusquement en produisant une pulvérisation très com plète de ce liquide dans le cylindre, ce qui facilite grandement l'allumage et le rend pratiquement instantané.
Dans cette forme d'exécution, des moyens peuvent être prévus pour régler la, commande du fourreau 6 en vue de faire varier à vo lonté le temps d'admission du fluide élas tique dans le liquide par les orifices 6', 7. c'est-à-dire la quantité de fluide élastinue admise.
Les disques 8 constituant des chicanes pourraient être remplacés par des moyens équivalents, des treillis, par exemple.
La forme d'exécution représentée aux fig. 2 à. 4 comprend une soupape 3 à. poin teau 1 coopérant avec un siège correspon dant.
Le pointeau 1 est soumis à l'action d'un ressort 1' le sollicitant à reposer sur son siège et une vis de réglage 13 limite sa course à la. valeur désirée.
Le combustible est amené en amont de la soupape 3 par un conduit 4 relié à un canal 15 (fig. 2 et 4), qui communique avec deux autres conduits 16 et 23.
Le conduit 16 communique, par l'inter médiaire d'une soupape de retenue 17, avec un espace 18 entourant la tige du pointeau 1 et dans lequel débouchent des canaux 19 pra tiqués dans une pièce 1<B>Y</B> traversée par le pointeau et dont la. partie inférieure est co nique et appuie sur une partie ou siège cor respondant ménagé dans une pièce 32 per forée en son centre, où passe le pointeau 1.
Les canaux 19 aboutissent à la surface conique commune de 19' et 32, en des en droits où se trouvent des rainures 20 prati quées en hélice dans la paroi conique de 19' et se terminant en amont du siège de la soupape 3 qui est pratiqué dans une pièce 31 présentant à sa partie centrale un orifice ayant sensiblement la forme d'un diffuseur. Les pièces 31 et 3-2 sont disposées l'une contre l'autre par une face plane qu'elles pré sentent. L'orifice en forme de diffuseur dé bouche dans un cylindre de moteur à com bustion et présente une partie prolongeant la partie conique de 32.
Les conduits 2,3 communiquent avec des rainures 24 pratiquées dans la paroi de la partie supérieure de . la pièce 19' et se continuant en 25, sur la partie infé rieure conique de cette surface, en hélice, de façon analogue aux rainures 20, et aboutissent au même endroit que ces dernières. Une rainure 20 est située d'un côté entre les deux rainures 25 et l'autre rainure 20 est située, symétriquement à la première par rapport à l'axe. du pointeau, de l'autre côté entre lesdites rainures 25.
Un conduit 27 met en relation une source de fluide élastique tel que de l'air, par exem ple, avec un canal annulaire 26 semi-circu laire constitué par deux rainures pratiquées dans les parties en regard des pièces 31 et 32. Ce canal 2'6 communique avec les rainures 25 et met ces dernières en relation avec la- source de fluide élastique par l'intermédiaire d'une soupape de retenue 28 et de canaux 29 et 30.
Le conduit 4 est relié au côté refoulement d'une pompe alternative à haute pression, sans interposition .de soupape, alors que cette pompe (non représentée) comporte une sou pape de retenue du côté aspiration. Le fonctionnement de cette deuxième forme d'exécution est le suivant: La soupape 3 venant de se refermer, après injection, la pompe à combustible commence son aspira tion. Comme le conduit de refoulement de cette pompe ne présente pas de soupape de retenue, cette pompe aspire du combustible liquide contenu dans le conduit 4 en le faisant circuler à contresens dans ce dernier.
Le combustible contenu dans l'espace-18, le ca nal 19 et les rainures 20 est empêché, par la soupape 17, de gagner les conduits 16, 15 et 4. Les conduits 23 et 24 contiennent du fluide élastique de même que les rainures 25. Ce fluide est aspiré par le conduit 4. Comme les rainures 2'5 communiquent avec le canal semi- circulaire 26, il s'ensuit que du fluide élas tique est aspiré en 2,6, du fait de la dépres sion causée en 26 par l'aspiration en 4.
La soupape 2;8 s'ouvre et du fluide élastique ar rive par 27 et gagne les canaux 29 et 30, le canal 26, les rainures 24 et 25 et éventuelle ment les conduits 23, selon la. quantité de fluide élastique admise. Lorsque la pompe com mence sa course de refoulement, la soupape 28 se ferme et du combustible est introduit par les canaux 15, 16 et 23 et ce liquide et le fluide élastique, précédemment introduit, sont alors comprimés par le liquide arrivant jusqu'à ce que l'effort exercé sur l'épaule ment 21 du pointeau 1 et dû à cette pression, dépasse l'effort exercé, en sens inverse,
sur ce même pointeau par le ressort l'. L'ouver ture a lieu, - par exemple, pour une pression de 90 atmosphères. Le pointeau se lève jus qu'à ce qu'il bute -contre la vis 13 et, à ce moment, un espace annulaire existe entre l'ex trémité inférieure conique du pointeau et son siège et le liquide sous pression gicle hors des rainures 20 et à travers l'espace compris entre le, pointeau et son siège, obliquement, étant donné la forme hélicoïdale de ces ca naux.
D'autre part, le fluide élastique sous pression contenu dans les rainures 24, 25, le canal 26 et les conduits 29 et 30, sort des rainures 25, également obliquement, ces rainures étant aussi hélicoïdales, "ce qui fait, les rainures 20 et 25 étant alternées, 1 que le fluide élastique et le liquide jaillissant Nord de ces rainures, passent dans l'espace compris entre le pointeau et son siège pour pénétrer ensemble dans l'intérieur du cylin dre, non représenté, dans lequel règne une pression de, par exemple, 30 atmosphères. Le fluide élastique se détend brusquement en pénétrant dans le cylindre et produit la pul vérisation complète du liquide.
La pompe à combustible employée avec les formes d'exé cution du dispositif décrites pourrait ne pas être une pompe à piston, mais, par exemple, une pompe débitant de façon continue du li quide à haute pression. Dans ce cas, de l'air ou un autre fluide élastique, destiné à être introduit ensemble avec le combustible, pour rait être, au moyen d'une pompe indépen dante, amené, dans .le cas de la deuxième forme d'exécution, aux conduits 23, après que l'on aurait coupé .la communication entre eux et le conduit 15. Dans ces conditions, le ca nal semi-circulaire 26 et les conduits 29, 30 n'ont plus de raison d'être, ils peuvent ne pas exister.
La fig. 5 représente une partie d'une pompe à combustible, à piston 31, et des moyens 35 destinés ià régler automatiquement la quantité d'air et de combustible admise à l'intérieur de la partie du dispositif pour l'injection représenté aux fig. 2 à 4, par exemple.
Le conduit 4 aboutissant à l'appareil 35 peut être relié au conduit 4 de fig. 2.
La pompe à piston 31 aspire, lors de sa course d'aspiration, du combustible liquide contenu dans un réservoir, non représenté, à travers une soupape de retenue 82 et le débite ensuite, lors de sa course de refoulement à la partie du dispositif décrite ci-dessus par l'intermédiaire d'une soupape 33 et du con duit 4.
La partie 4 du conduit située à l'intérieur du corps 36 est susceptible de communiquer avec un conduit ou by-pass 43 relié directe ment, sans soupape intermédiaire, à la. pompe à piston 31. La communication entre 4 et 43 est susceptible d'être établie par un évide ment 40 d'un distributeur cylindrique cou- lissant 36 lorsque cet évidement e se trouve simultanément en regard de canaux 41 et 42 communiquant respectivement avec 4 et 43.
Le distributeur 36 est schématiquement représenté vu de face aux fig. 6 et 7, dans deux positions correspondant, la première à. la communication coupée entre 41 et 42, l'évi dement 40 ne se trouvant pas en regard des extrémités de ces deux canaux, et la seconde à la communication établie entre 41 et 42 par 40. La partie de l'évidement 40 suscep tible de venir en regard de 41 va en dimi nuant graduellement de largeur, de sorte que la section minimum du passage existant entre 41 et 42 est variable et dépend de la position de 36.
Le distributeur cylindrique 36 peut cou lisser à l'intérieur du corps 35. Un ressort 39, dont on peut régler la tension, le solli cite à rester dans la position fig. 5 et 6. Contre la partie inférieure du distributeur 36 appuie un plongeur 37 entre lequel et le conduit 4 se trouve une soupape 38. Lors que cette soupape est ouverte, le liquide con tenu en 4 peut agir sur le plongeur et ce dernier peut exercer sur le distributeur 36 un effort de sens inverse à celui qu'exerce le ressort 39.
Lorsque la pompe 31 refoule, à travers la soupape 33, du combustible qu'elle a pré cédemment aspiré à travers la soupape 32, la soupape 38 s'ouvre et la pression de ce combustible fait déplacer le plongeur, et avec lui le distributeur 36, si sa valeur est suffi sante pour vaincre l'antagonisme du ressort 39. Si c'est le cas, d'une part la communi cation entre 41 et 42 s'établit et, d'autre part, du combustible est envoyé dans le con. duit 4, pour l'injection. Après cette injection, lors de la course d'aspiration suivante de 31, les soupapes 33 et 38 se ferment, ce qui fait que, malgré le ressort 39, le distributeur reste où il est et la communication entre 41 et 42 subsiste.
Il s'ensuit que la pompe peut aspirer, à travers le by-pass 43, du li quide contenu dans le conduit 4 et les par ties 15, 16 et 23 de la partie du dispositif pour l'injection décrite plus haut, par exem- ple. De ce fait, comme vu précédemment, de l'air ou un autre fluide élastique sera as piré dans les parties 24, 25, etc. et prendra la place du combustible ainsi aspiré par la pompe 31 à travers le by-pass et le conduit 4. Ensuite, lors de la course de refoulement suivante, ce fluide sera comprimé par du combustible envoyé dans 4, comme déjà vu.
A l'intérieur du corps 35 se trouve éga lement un pointeau 44 à position réglable, susceptible d'établir un passage entre les parties amont et aval de la soupape 38, c'est-à-dire entre 4 et le plongeur 37. On a supposé implicitement précédemment que ce pointeau était dans sa position de fermeture. Si maintenant on admet qu'il est légèrement soulevé au-dessus de son siège, il s'ensuit que lors l'aspiration de la pompe, le plon geur 37 et le distributeur 36 ne resteront pas immobiles, mais obéiront, plus ou moins vite selon la section de passage que déter mine le pointeau 44, à la sollicitation du ressort 39 et la communication entre 41 et 42 se trouvera coupée au bout d'un certain laps de temps.
On voit qu'en réglant la po- sition du pointeau 44 il est possible de régler également le temps pendant lequel de l'air ou un autre fluide est aspiré par le conduit 4 et le by-pass, c'est-à-dire de régler la quantité de fluide élastique admise en 25, 26, etc.
Si, pour une raison quelconque, des bulles d'air se sont accumulées dans la partie du dispositif pour l'injection (fig. 2, par exem ple) et empêchent la pression du combustible d'atteindre la valeur désirée, le distributeur 36 n'est pas soulevé suffisamment pour per mettre la communication entre 41 et 42 ou est soulevé de telle sorte que seule une très faible section de passage est offerte entre 40 et 41 (comme montré en fig. 7, par exem ple).
De plus, la communication entre 41 et 42 est rapidement coupée (le pointeau 44 Étant soulevé), ce qui fait que la quantité de fluide frais aspirée par le canal 27 (fig. 2) est très petite, ou nulle selon le cas, et l'excédent de fluide du cycle précédent est compensé automatiquement par un manque ou un défaut complet de fluide ai! cycle sui-,ant et la distribution peut conti nuer, normalement,du combustible étant dans tous les cas refoulé à travers le conduit 4 et la. soupape 33.
Le distributeur 36 et le plongeur 37 pourraient être réunis en une seule pièce au lieu d'être indépendants.
A l'intérieur du plongeur 36 est ménagé un petit canal longitudinal 45 destiné à l'é vacuation des fuites de combustible entre le plongeur et la paroi correspondante du corps 35. Un canal 46 ramène au réservoir le com bustible provenant de 45.