Pompe d'injection à piston. L'invention a pour objet une pompe d'in jection à piston plongeur, pouvant être par exemple une pompe d'injection de combustible pour moteurs à combustion interne, dans la quelle la chambre de travail communique avec un espace de refoulement par l'intermédiaire d'un clapet de refoulement soumis à l'action d'une force élastique de rappel et comprenant un corps cylindrique coulissant.
dans un alé sage de même diamètre, un canal latéral ou vert du côté de la chambre de travail pour la position de repos dudit clapet, s'étendant sur une partie de la longueur de ce corps et livrant passage, pour certains régimes au moins de la pompe, au liquide refoulé par le piston vers l'espace de refoulement lorsque le clapet a été soulevé de son siège par la pression de ce liquide.
Cette pompe est caractérisée, sui vant l'invention, d'une part, par une disposi tion telle qu'au passage du liquide par ledit canal il se produise à son entrée un étrangle ment tel que, lorsque la. vitesse du piston dé passe une certaine valeur, la pression du liquide repousse la partie cylindrique du cla pet dans son alésage de façon à obturer l'en trée du canal, et de façon qu'alors ladite par tie cylindrique du clapet., lorsque celui-ci re vient à sa position de repos sous l'action de sa force de rappel, crée dans l'espace de re foulement une réaspiration du liquide suppri mant.
au moins en partie le débit de la pompe et, d'autre part, par des moyens permettant de modifier la valeur dudit étranglement et ainsi de modifier la valeur de la vitesse du piston pour laquelle la partie cylindrique du clapet est repoussée dans l'alésage de faon à obturer l'entrée dudit canal.
Le dessin représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de la pompe selon l'invention et quelques variantes de la pre mière forme.
La fig. 1 montre, en coupe, -une partie d'une première forme d'exécution.
La fig. 2-montre séparément en coupe, à plus grande échelle, une partie de la. pompe de la fig. 1. Les fig. 3 et 4 montrent, respectivement, un détail d'une première et d'une deuxième variante de la pompe de la fig. 1.
La fig. 5 montre séparément, en perspec tive schématique, la partie montrée à la fig. 2.
La fig. 6 montre, en coupe, un détail d'une troisième variante de la pompe de la fig. 1. Les fig. 7 et 8 -montrent respectivement, en coupe axiale et en coupe transversale, un détail d'une quatrième variante de la pompe de la fig. 1.
Les fig. 9 et 10 montrent, respectivement en élévation et en coupe, une variante dut clapet montré aux fig. 7 et 8.
La fig. 11 enfin montre, en coupe sché matique, une partie d'une deuxième -forme d'exécution de la pompe.
La pompe représentée aux fig. 1, 2 et 5, et qui est Mstinée à assurer l'injection du combustible dans un moteur à combustion in terne, présente un piston plongeur 1 soulevé. par -une came 19 et rappelé par un ressort, non représenté. Le combustible est admis dans la chambre de travail 4 par l'orifice 17 qui est fermé par le piston 1 au début de sa course de refoulement et qui est mis en communica tion avec la chambre de travail 4 à nouveau vers la fin de cette course par une gorge 18, et un canal<B>180</B> du piston.
Au lieu d'être nor males à l'axe du piston, les arêtes de distri bution pourraient être obliques, afin de per mettre un réglage de débit etjou d'avance ou de fin d'injection par rotation du piston.
La chambre de travail 4 de la pompe communique avec un canal de refoulement 20 par un clapet 2, 5. Le canal de refoulement 20 est mis en communication avec un conduit de distribution 21, 22 allant à l'injecteur par une gorge 23 du piston, au moment où le piston recouvre l'orifice 17 communiquant avec la chambre d'admission 31.
Le clapet 2, 5 comporte une tête 5 pro longée du côté de la chambre de travail 4 de la pompe par une partie cylindrique 2 mon tée de façon coulissante dans un alésage 3 de même diamètre faisant suite à ladite cham bre. La tête 5 reçoit l'action d'un ressort de rappel 6 et forme -un joint étanche avec un siège 7 situé au débouché de l'alésage 3 dans une chambre 9 faisant suite à ce dernier, chambre dans laquelle débouche également le conduit de refoulement 20. La partie cyclin- drique 2 comporte un canal latéral 8 qui, comme visible fig. 2, occupe une certaine por tion de la longueur de ladite partie 2.
Ce ca nal 8 se termine à sa partie supérieure à, une certaine distance d de la tête 5, tandis que son extrémité inférieure débouche d'une hau teur h, en dehors de l'alésage 3, donc vers l'intérieur de la chambre 4.
Le bord 10 de l'alésage 3, du côté de la chambre de travail 4, est oblique par rapport à l'axe de cet alésage 3, qui est pratiqué dans une pièce 26 présentant une face inclinée et montée avec une pièce intermédiaire 27 à face inclinée dans le corps de pompe. Ces pièces sont maintenues en place par un chapeau 28 serré par un écrou tubulaire 29. Une tige de com mande 14, traversant le chapeau 28 et por tant extérieurement un organe de manoeuvre 15, présente à son extrémité inférieure un enfoncement de section carrée dans lequel est engagé un prolongement 16 de même section du clapet. En faisant tourner le clapet au moyen de la tige 14, on fait. varier la hau teur h grâce au bord incliné 10 de l'alésage 3.
La partie cylindrique 2 du clapet, présente un deuxième canal litéral 81 décalé par rap port au premier et débouchant directement sous la tête 5, à sa partie supérieure. La lon gueur de ce canal 81 est telle que, pour la position angulaire du clapet montrée à la fig. 2, correspondant à la marche normale du moteur, il ne débouche pas dans la cham bre 4. Par rotation du clapet, on peut amener ce canal 81 à déboucher dans ladite cham bre 4. C'est la position correspondant au<B>dé-</B> marrage.
La pompe des fig. 1, 2 et 5 fonctionne comme suit Dans la position relative représentée sur la fig. 1 (démarrage du moteur), le canal 81 est dégagé, à sa partie inférieure, par le bord oblique 10 de l'alésage 3, tandis qu'au con traire le canal 8 ne peut déboucher simulta nément à la fois dans les chambres 4 et 9 (h étant alors inférieur à d). Si la pompe tourne très lentement, tout le combustible refoulé par le piston 1 est amené à passer par le canal 81, la tête 5 du clapet étant seule ment très légèrement soulevée de son siège 7.
La hauteur suivant laquelle le canal 81 dé bouche dans la chambre de travail 4 est cal culée de façon que la vitesse du moteur soit limitée à une vitesse inférieure donnée, le débit de combustible étant en effet supprimé dès que ladite vitesse tend à être dépassée, puisque alors dès le début de la course de re foulement le clapet est repoussé dans son alé sage d'une quantité suffisante pour que l'extrémité du canal 81 soit recouverte, et le débit de combustible est alors ensuite annulé par la réaspiration se produisant dans la chambre de refoulement 9, à la retombée du clapet.
Le moteur ayant démarré, on tourne la tige 14 pour amener le clapet régulateur dans une position telle que celle représentée sur la fig. 2, où l'on voit que le canal 81 ne vient plus déboucher dans la chambre 4 et ne peut plus livrer passage au combustible. Par con tre, le passage 8, destiné au fonctionnement normal du moteur; est alors suffisamment dé gagé pour permettre le passage du combus tible: mais le débit qui s'établit à ce moment correspond au volume refoulé par le piston diminué du volume de la réaspiration corres pondant à la hauteur d.
En effet, à la retombée du clapet faisant suite à une montée dti piston 1, il se produit dans la chambre 9 (compte tenu de ce que le canal 81 est désormais isolé de la chambre de travail 4), une succion de volume égal à, celui de la partie 2 du clapet sur la hauteur d; cette hauteur d correspond donc bien à une surcharge de démarrage.
En réglant l'orientation du clapet 2, 5, c'est-à-dire la position relative de l'extrémité inférieure du canal 8 par rapport au bord oblique 10, on règle la hauteur h et, par suite, la vitesse de la pompe à laquelle elle cesse de débiter. On règle donc ainsi la vitesse limite du moteur alimenté par cette pompe.
Dans ces positions de marche (fig. 2), eu effet, le refoulement vers le canal de refoule ment 20 commencera au moment où le clapet aura été soulevé de la distance d. Il-restera à ce moment, à la base de la partie 2 du cla pet, un passage de hauteur (h-(I) pour le combustible se présentant à l'entrée du ca nal 8.
Si, pour une vitesse moyenne donnée du piston 1, la différence des pressions agissant sur le clapet résultant de l'étranglement à l'entrée du canal 8 est inférieure à une cer taine valeur, le clapet se soulève jusqu'à une position dans laquelle le canal 8 débouche simultanément dans les chambres 4 et 9, et le refoulement se poursuit normalement à tra vers ce canal 8, pendant le reste de la partie active de la course de refoulement du piston 1.
Si maintenant la vitesse moyenne du pis ton 1 dépasse une certaine valeur, ledit étran- glement provoque une différence telle entre les pressions agissant sur le clapet que la force du ressort 6 ne suffit plus pour retenir ce clapet dans une position intermédiaire, de sorte que celui-ci est repoussé dans l'alésage 3 jusqu'à ce que l'extrémité inférieure 30 du canal 8 soit recouverte, ce qui empêche tout passage du combustible. Le clapet se déplace alors encorQ, d'une distance correspondant au volume déplacé par le piston 1 durant le reste de la partie active de sa course de refoule ment.
Dès que la gorge 18 découvre l'orifice 17, la pression dans la chambre 4 tombe et le clapet revient vers son siège, il produit alors une réaspiration qui est égale au susdit vo lume augmenté de celui de la surcharge d. Il s'ensuit qu'au coup de piston suivant, le débit de combustible sera supprimé, le clapet venant seulement remplir le vide qu'il a pré cédemment créé. Ainsi, la vitesse se stabilise à une valeur déterminée par suppression du débit du liquide au-delà de cette valeur.
En réglant la position angulaire du clapet, pour le fonctionnement en marche normale, on modifie la hauteur h, donc aussi la hau teur (h-cl) qui détermine la valeur de l'étranglement à l'entrée du canal 8. On mo difie de ce fait la vitesse limite de la pompe et dit moteur. Comme le montre clairement la fig. 5, la valeur de l'étranglement à l'entrée du canal 8 au moment où le clapet s'est soulevé de la hauteur<I>d</I> dépend également de la largeur<I>a</I> du canal 8.
Dans la variante de la pompe des fig. 1, 2 et 5, représentéé sur la fig. 3, le clapet de refoulement comprend une tête 5 coopérant avec le siège 7 et solidaire d'une vis 11 sur laquelle est vissée la partie cylindrique 2 mu nie de ses canaux latéraux 8 et 81, et bloquée par -une contre-vis 12. En vissant plais ou moins la partie cylindrique 2 sur la vis 11., on modifie simultanément les hauteur h et d.
Dans la variante de la fig. 4, la pompe comporte un clapet comprenant une partie cylindrique 2, pourvue des canaux latéraux 8 et 81 et portant à. ,5ol extrémité inférieure une bille 24 qui, dans la position de repos du clapet, ferme un canal 25 reliant la chambre de travail 4 à une chambre<B>-</B>pratiquée dans la pièce intermédiaire 27, et dans laquelle s'ouvre l'alésage 3 de la pièce 26 dans lequel coulisse la partie cylindrique 2 dit clapet.
lie clapet peut être ajusté angulairement de façon que, grâce au bord incliné de l'alésage 3, la valeur h puisse être modifiée. Entre les faces inclinées en regard des pièces 26 et 27 est. interposée une cale amovible 1.3. En échan geant cette cale contre une autre d'épaisseur différente, on modifie les valeurs de<I>d</I> et de<I>h.</I> On pourrait aussi utiliser une cale élastique, ce qui permettrait de modifier les valeurs de h, et de<I>d</I> en modifiant le serrage des pièces 26 et 27 dans le corps de pompe.
Dans la variante de la fig. 6, la pièce 26 présentant l'alésage 3 pour la partie cylin drique 2 du clapet est remplacée par une pièce 36 munie de deux faces obliques 101, 102, inclinées l'une par rapport à l'autre. Cette pièce repose par sa face<B>10,</B> contre la pièce intermédiaire 27, et sur elle repose une antre pièce 38 présentant le siège de la tête 5 du clapet, et un alésage de plus grand diamètre que la partie 2 du clapet.
L'alésage 3 de la pièce 36 présentant un bord incliné par rap port à l'axe à chaque extrémité, il est clair qu'en modifiant la position angulaire du cla pet on modifie les positions respectives des bords inférieur 30 et supérieur 37 du canal 8 par rapport. aux bords correspondants de l'alésage, donc les deux hauteurs<I>h</I> et<I>d.</I> Les pièces 27, 36 et 38 sont serrées dans le corps de pompe par le chapeau 9, comme précédem ment.
On aura ainsi la possibilité de relier le débit et la vitesse par une loi donnée en com binant de façon appropriée les inclinaisons relatives des deux faces<B>10,</B> et 102.
Dans la variante des fig. 7 et 8, la pièce 26, comportant l'alésage 3, -dans lequel cou lisse la partie cylindrique 2 du clapet, et la pièce intermédiaire 27, présentent des faces en contact perpendiculaires à l'axe du clapet.
Dans la face inférieure de la pièce 26 est creusée une cavité cylindrique 60 communi- quant latéralement avec l'alésage 3. Comme précédemment, le diamètre de l'alésage de la pièce intermédiaire 27 est phis grand que celui de l'alésage 3. L'un des bords d'inter section 61 de la cavité 60 avec l'alésage 3 coopère avec l'un des bords longitudinaux du canal latéral 8, formé par un simple méplat, de la partie 2 du clapet, pour déterminer la valeur de l'étranglement à l'entrée du canal 8.
Ainsi que le montre clairement la coupe de la fig. 8, on voit que lorsqu'on déplace angulairement le clapet 2, 5, par exemple, de la position en traits pleins à la position en traits pointillés, la distance entre le bord 61 et le bord longitudinal correspondant du ca nal 8 varie de cc en b , c'est-à-dire est amené à croître. Il en résulte que la valeur de l'étranglement à l'entrée du canal 8 est. modifiée.
Le clapet de la, variante des fig. 7 et 8 pourrait être remplacé par celui montré aux fig. 9 et. 10. La partie cylindrique 2 de ce clapet comporte deux canaux latéraux 81 et 82, ces canaux étant de profondeurs p diffé rentes, et tous deux se terminant en haut à une hauteur d de la tête du clapet (non re présentée) qui se visse sur la partie 2. L'un de ces canaux pourrait être utilisé pour les vitesses de ralenti, l'autre pour les vitesses de marche normale.
La largeur des canaux 8, au lieu d'êtr e constante sur toute la hauteur de la partie \' du clapet, pourrait éventuellement varier le long de cette hauteur.
Pour le reste, les variantes des fig. 3, 4, 6, 7, 8 et 9 sont identiques à., et fonctionnent. de la même manière que, la pompe de la fig. 1.
Dans la pompe représentée à la fig. 1, la came 19 commandant le piston 1. a un profil tel que la vitesse de ce piston soit. accélérée au début de sa, course de refoulement, corres pondant à la fermeture de l'orifice 17 et, à la mise en, pression du combustible, et qu'elle soit au contraire ralentie pendant la partie de cette course correspondant à l'injection.
Cette mesure est particulièrement indiquée du fait que, dans la première partie de la course, l'énergie demandée à la came né éor- respond guère qu'à l'accélération des masses en mouvement, tandis que, dans la seconde partie, l'effort demandé est considérable en raison de l'existence de la pression d'injection.
Au surplus, la partie de la course qui, pendant la période de démarrage, correspond à l'injection de la surcharge à travers le canal 8, se fera avantageusement à une vitesse accé lérée, car il y a alors intérêt à accélérer la vitesse d'injection, compte tenu de ce que le moteur tourne à ce moment. à un faible ré gime. Ceci ne- présente pas d'inconvénient en période normale, car ladite partie de la course s'opère sans pression de refoulement appré ciable; elle correspond en effet au déplace ment du clapet 2, 5 pour compenser le vo lume de réaspiration. La came 19 peut donc être calculée de telle façon que son profil accélérateur soit dépassé, seulement après le point correspondant au déplacement d du clapet.
La pompe représentée à la fig. 11 est semblable en tous points à la pompe de la fig. 1, sauf que son piston 1 ne présente pas la gorge 18, et qu'elle est pourvue d'un canal 33 qui, en fin de la partie active de la course de refoulement, fait communiquer la gorge de distribution 23 et donc le canal 20 avec la chambre d'admission 31, ce qui arrête l'in jection.
Un clapet à bille 35, sotunis à l'action d'un ressort 36, est interposé entre le canal 20 et la chambre de refoulement 9.
Dans cette pompe, les dernières fractions de combustible refoulées par le piston sont dérivées par le canal 33 en dehors du circuit de l'injecteur; ceci évite qu'il se produise une injection parasite après l'injection régulière.
Il est à noter encore que dans la pompe de la fig. 11 l'orifice d'admission 17 du com bustible n'est plus sotunis au reflux du com bustible en fin d'injection, ni aux remous qui en résultent, ce qui est, en particulier, favorable pour le remplissage de la chambre 4 aux grandes vitesses; de plus, le combustible pàsse toujours dans le méme sens à travers le canal 20, ce qui facilite l'évacuation de gaz qui peuvent s'accumuler, ce qui ne peut que faciliter l'amorçage de la pompe.