Pompe alternative autorégulatrice, notamment pour l'injection de combustible dans les moteurs L'invention a pour objet une pompe alternative autorégulatrice, notamment pour l'injection de com bustible dans les moteurs à combustion interne, cette expression visant n'importe quel genre de moteurs, tels que moteurs à explosion, moteurs Diesel, etc.
Elle a pour but de prévoir des moyens grâce auxquels le conduit de décharge est maintenu ouvert, à partir d'une vitesse déterminée, pendant toute la course de refoulement du piston de la pompe, de sorte que le débit de la pompe vers l'endroit qui est normalement alimenté par la pompe devient zéro.
La pompe alternative autorégulatrice selon l'in vention, comportant une lumière de décharge suivie d'un conduit de décharge dont l'ouverture empêche le refoulement du liquide vers l'organe devant être alimenté par la pompe, ce conduit étant commandé par un élément mobile qui, d'une part, se trouve sous l'action de moyens élastiques tendant à amener ledit élément dans la position pour laquelle il ferme le conduit de décharge et qui, d'autre part, est actionné, dans le sens de l'ouverture du conduit de décharge, par un fluide de commande, est caractérisée par le fait qu'il est prévu, sur le circuit du fluide de com mande,
mis en mouvement avec une périodicité égale à celle des mouvements alternatifs du piston de re foulement et avec une vitesse proportionnelle à celle dudit piston, une lumière d'échappement, laquelle est commandée par des moyens susceptibles de provo quer la fermeture de cette lumière d'échappement lorsque la vitesse du fluide de commande dépasse une valeur déterminée, ce qui provoque, dans ce fluide, une augmentation subite de pression par la quelle le susdit élément mobile est amené dans la position pour laquelle il ouvre le conduit de dé- charge et que le début de chaque période de mise en mouvement du fluide de commande vers la lu mière d'échappement a une avance déterminée par rapport au début de la partie de la course aller du piston,
partie pendant laquelle ce piston norma lement refoule du liquide hors du cylindre de la pompe, de sorte que, à partir d'une vitesse détermi née dudit piston, l'élément mobile se trouve amené dans sa position pour laquelle il ouvre le conduit de décharge au moment ou même avant que com mence ladite partie de la course aller du piston.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d7exem- ples, deux modes d'exécution différents de l'objet de l'invention.
Les fig. 1 et 2 montrent, schématiquement et en coupe axiale, deux positions différentes des éléments essentiels d'une pompe d'injection de combustible établie selon un premier mode d'exécution de l'in vention.
La fig. 3 montre, également schématiquement et en coupe axiale, les éléments essentiels d'une pompe d'injection de combustible établie selon un second mode d'exécution de l'invention.
La pompe représentée par les fig. 1 et 2 com porte un piston 1 qui est entramé par n'importe quels moyens appropriés, ces moyens étant constitués par exemple par une came non représentée sur les fig. 1 et 2 et dont la forme est telle, ainsi que cela est usuel, qu'elle accélère le mouvement du piston dès le début de sa course aller (course ascendante) lors de laquelle se produit la compression du com bustible et son refoulement. La course descendante (ou course de retour) est obtenue par un ressort de rappel 2.
Le piston 1 travaille dans un cylindre 3 dans lequel débouche, par une lumière 4a, un conduit d'alimentation 4 qui reçoit le combustible de façon usuelle à partir d'une pompe de transfert (non re présentée). De plus, sur le cylindre 3 est branché un conduit de refoulement 5 muni d'un clapet de non- retour 6. Ce conduit 5 amène le combustible refoulé vers l'injecteur ou les injecteurs du moteur sur lequel est montée la pompe en question.
Sur le cylindre 3 de la pompe est branché un conduit de décharge 7 commandé par un élément mobile 8 ayant par exemple la forme d'un tiroir.
Le piston 1, lors de sa course ascendante et après avoir fermé la lumière 4a, refoule du combustible dans le conduit de refoulement 5 aussi longtemps que le tiroir 8 maintient fermé le conduit de décharge 7, mais cesse tout refoulement dans le conduit 5 dès que le tiroir 8 ouvre le conduit de décharge 7.
Pour commander le tiroir 8, on se sert, d'une part, d'un fluide, notamment d'un liquide qui est mis sous une pression pulsatoire dont la fréquence est égale à celle des mouvements alternatifs du pis ton 1 et, d'autre part, d'une force de rappel produite par un ressort de rappel 9 dont la compression est réglable à l'aide d'une vis 10.
Pour produire ladite pression pulsatoire du liquide de commande qui actionne le tiroir 8, on a recours à une pompe alternative auxiliaire compor tant un piston auxiliaire 11 et un cylindre auxiliaire 12 dans lequel travaillle le piston auxiliaire 11 et on munit le cylindre 12 d'un conduit d'alimentation 13 qui est également relié à une pompe de transfert, non représentée, pouvant être la même que celle qui alimente le conduit 4 susmentionné. Dans ce der nier cas, le liquide de commande est de même nature que le combustible à débiter par la pompe.
De plus, on branche sur le cylindre auxiliaire 12 un conduit de refoulement 14 dans lequel est intercalé un clapet de non-retour 15 et on fait communiquer le conduit 14 avec l'une des extrémités d'un cylindre 16 dans lequel est déplaçable le tiroir 8 à l'encontre du ressort de rappel 9.
Selon un mode de réalisation particulièrement simple, on réunit le piston principal 1 et le piston auxiliaire 11 à un seul piston étagé et on dispose les cylindres 3 et 12 sur le même axe, ainsi que cela est représenté par la fig. 1. Dans ce cas, on peut loger le ressort de rappel 2 à l'intérieur du cylindre 12, ce ressort constituant le ressort de rappel com mun pour les pistons 11 et 1 qui sont entraînés par une seule et même came.
Pour que, lors de chaque course de refoulement du piston 11, la pression du liquide refoulé par ce piston augmente et atteigne des valeurs d'autant plus élevées que la vitesse d'entraînement du piston 11 croît, on oblige ledit liquide à passer à travers une lumière d'échappement étranglée qui, avantageuse ment, est commandée par ledit tiroir 8 lui-même.
A cet effet, on branche sur le conduit 14, par exemple sur son tronçon 14a qui se trouve en aval du cy lindre 16, un canal 17 que l'on fait déboucher dans la paroi du cylindre 16 en face d'un canal d'échap pement 17a qui constitue la prolongation du canal 17 et on ménage, dans le tiroir 8, une gorge 19 à un niveau tel que, lorsque le tiroir 8 est dans sa position de repos pour laquelle le tiroir est appliqué contre une butée 20, le bord inférieur de la gorge 19 et la lumière par laquelle le canal 17 débouche dans le cylindre 16 délimitent un étranglement (fuite) 21 que le liquide refoulé par le piston 11 doit traverser avant de pouvoir s'échapper par le canal 17a.
La valeur initiale de la section libre de cet étranglement dépend de la position de la butée 20, position réglable à l'aide d'une vis 22. De plus, on voit que, dès le moment où la pression du liquide refoulé par le piston 11 atteint une valeur suffisante pour comprimer le ressort de rappel 9, la section libre de l'étranglement 21 diminue pour devenir ra pidement nulle. Si à ce moment le piston 11 n'a pas encore atteint la fin de sa course ascendante, le tiroir 8 est poussé immédiatement vers le haut jusqu'à ce qu'une deuxième gorge 23, ménagée dans le tiroir 8 au-dessous de la gorge 19, vienne en face des canaux 17 et 17a et permette ainsi au liquide refoulé encore par le piston 11 de s'échapper vers l'extérieur.
Ce mouvement du tiroir amène en même temps, en face du conduit de décharge 7, une troi sième gorge 24 ménagée dans le tiroir 8 au-dessus de la gorge 19, cette gorge ouvrant ainsi le con duit 7.
Pour imposer à la variation de la section libre de l'étranglement 21 une loi différente de la loi li néaire réalisée par la gorge 19, on peut remplacer cette gorge par un canal traversant le tiroir et ayant une section appropriée, par exemple circulaire, tri angulaire, etc., qui, avec la section - également de forme appropriée - de la lumière par laquelle le canal 17 débouche dans le cylindre 16, réalise, par suite du recouvrement mutuel des deux sections, la loi voulue.
Pour assurer le retour du tiroir 8 vers sa posi tion de repos, immédiatement après le début de la course descendante des pistons 11 et 1, le tronçon 14a du conduit de refoulement 14 est mis en com munication, pendant toute la course descendante du piston 11, avec un conduit d'échappement lob for mant bypass, par rapport à l'étranglement 21, ce conduit 14b étant cependant fermé pendant la course ascendante (course aller) du piston 11.
Afin de commander le conduit d'échappement 14b comme il vient d'être dit, on a recours avanta geusement à un organe de commande ayant la forme d'un tiroir 25, cet organe étant lui-même actionné en synchronisme avec le piston 11 et par la mise sous pression pulsatoire du liquide de commande se trouvant dans le cylindre 12.A cet effet, on fait communiquer l'une des extrémités d'un cylindre 26, dans lequel est déplaçable le tiroir 25, par un con- duit 27, avec le cylindre 12 ou le conduit de refou lement 14 de ce dernier cylindre, l'endroit où, dans ce dernier cas, le conduit 27 est branché sur le con duit 14 se trouvant en amont du clapet de non-retour 15.
En outre, on dispose, dans l'extrémité opposée du cylindre 26, un ressort de rappel 28 tendant à maintenir le tiroir 25 -dans sa position de repos pour laquelle ce tiroir ouvre, à l'aide de sa gorge 30, le canal d'échappement 14b tout en étant appliqué con tre un épaulement 29 à l'extrémité inférieure du cylindre 26. Le tiroir 25 occupe, de cette façon, sa position de repos pour laquelle il ouvre le conduit d'échappement 14b pendant la course descendante du piston 11 et ferme ce conduit d'échappement pen dant la course ascendante de ce même piston.
Enfin, on dispose les lumières par lesquelles les conduits 4 et 13 débouchent dans leurs cylindres respectifs 3 et 12 de façon telle que, lors de la course ascendante (course aller) des pistons 1 et 11, le piston 11 ferme le conduit 13 et commence la compression et le refoulement du liquide de com mande enfermé dans le cylindre 12 avant le moment où le piston 1 ferme le conduit 4 afin de mettre sous pression et de refouler le combustible qui se trouve dans le cylindre 3 de la pompe.
Le fonctionnement de la pompe représentée par les fig. 1 et -2, dont la fig. 1 montre les divers élé ments 8 et 25 dans leur position basse, tandis que la fig. 2 les montre dans leur position haute, est le suivant.
Etant donné que les pistons 11 et 1 subissent pendant chaque course ascendante, grâce au dispo sitif cinématique tel que came qui les entraîne, une accélération même si le moteur sur lequel la pompe est montée tourne à vitesse constante, la pression du liquide qui passe, lors de la course ascendante du piston 11, par l'étranglement 21 et qui agit sur la face inférieure du tiroir 8 croît pendant chaque course et cela d'autant plus vite qu'augmente la vi tesse d'entraînement du piston 11 et, s'il s'agit d'une pompe d'injection de moteur, la vitesse du moteur qui entraîne cette pompe. Au moment où la pression de ce liquide devient suffisante pour vaincre la ré sistance du ressort 9, le tiroir commence à se dépla cer vers le haut.
Ce mouvement réduit encore la sec tion de l'étranglement 21, ce qui augmente la pres sion du liquide agissant sur la face inférieure du tiroir 8 et accélère davantage la réduction de la sec tion de l'étranglement 21. La fermeture complète de l'étranglement 21 et le déplacement du tiroir 8 dans la position dans laquelle il ouvre le conduit de dé charge 7 sont donc alors instantanés. Le tiroir 8 reste alors dans sa position haute (celle illustrée par la fig. 2) jusqu'à la fin de la course ascendante (course de refoulement) du piston 11, la gorge 23 ouvrant le canal 17, 17a d'un montant (étrangle ment 18) juste suffisant pour le maintenir dans cette position.
L'ouverture du conduit de décharge se produit d'autant plus tôt sur la course ascendante du piston 11 que la vitesse de ce dernier est grande. Si l'ou verture du canal de décharge 7 se produit après la fermeture du conduit 4 par le piston 1, une certaine quantité de combustible est refoulée par le piston 1 à travers le conduit de refoulement 5 vers l'injecteur ou les injecteurs à alimenter par la pompe en ques tion. Cette quantité diminue lorsque la vitesse d'en- trainement des pistons 1 et 11 augmente.
Elle devient nulle si, grâce au délai qui s'écoule entre la ferme ture du conduit 13 par le piston 11 et la fermeture du conduit 4 par le piston 1, l'ouverture du canal de décharge 7 intervient avant la fermeture du canal 4. Il n'y a alors aucune injection et la vitesse à laquelle cette suppression de toute injection se produit est une vitesse plafond qui ne peut en aucune façon être dépassée par le moteur dans lequel la pompe en question effectue l'injection de combustible.
Pour faire varier cette vitesse plafond, il suffit de faire varier le tarage du ressort 9 en agissant sur la vis de réglage 10. Un autre moyen pour faire varier la vitesse plafond consiste à faire varier la position de repos du tiroir 8 en agissant sur la vis 22 qui permet de déplacer la butée 20.
Dans la pompe représentée par la fig. 3, les élé ments ayant la même fonction que certains éléments de la pompe représentée par les fig. 1 et 2 sont désignés par les mêmes chiffres de référence.
La différence principale entre la pompe selon les fig. 1 et 2 et celle selon la fig. 3 consiste en ce que la lumière d'échappement 48 qui se trouve dans le fond du tiroir 8, à l'entrée d'un canal d'échappement 44, 46, 47, est fermée, non pas par un mouvement du tiroir 8, mais par une bille 39 dis posée dans le cylindre 16 et ayant un diamètre infé rieur à celui dudit cylindre. Dans sa position de dé part, cette bille repose sur une vis 57 réglable par vissage.
Une autre différence consiste dans le branche ment du conduit de décharge 7 sur le conduit de refoulement 5 et dans la prévision d'une soupape tarée 54 dont le tarage est réglable par la vis 56 et qui est insérée dans le conduit de décharge 7, pour qu'une certaine pression résiduelle soit maintenue dans le conduit de refoulement 5, même après l'ou verture du conduit de décharge par le tiroir 8.
Enfin, dans le piston 1 est ménagé un canal 37 qui détermine la quantité maximum de combustible que peut débiter la pompe par course de refoule ment, en mettant en communication l'espace de com pression du cylindre 3 avec le conduit d'alimentation 4 lorsque le piston 1 arrive à proximité de son point mort haut.
Le fonctionnement de la pompe qui vient d'être décrite est le suivant Si le régime du moteur est lent, le courant ascendant de fluide à travers le cylindre 16, courant dont la vitesse est proportionnelle à la vitesse du moteur sur lequel est montée la pompe d'injection avec sa pompe auxiliaire, n'a pas encore appliqué la bille 39, entraînée par ce courant, contre le siège qui entoure la lumière d'échappement 48 au moment où le piston 1 lui-même détermine la fin du refou lement de combustible vers l'injecteur ou les injec teurs par la mise en communication de l'intérieur du cylindre 3 avec le conduit d'alimentation 4 à travers le canal 37.
Le tiroir 8 reste donc dans sa position basse déterminée par son contact avec l'épaulement 52. On obtient ainsi, pour ces régimes lents, un débit maximum de combustible par course de piston 1 de la pompe.
Si la vitesse du moteur et avec elle la vitesse du courant à travers le cylindre 16 augmentent, la fer meture de la lumière 48, par la bille 39, intervient, à partir d'une vitesse déterminée du moteur, à un moment où le .piston 1 n'est pas encore arrivé dans la position pour laquelle il ouvre de nouveau le con duit d'alimentation 4. C'est alors le tiroir 8 qui ouvre le conduit de décharge 7 en s'appliquant contre l'épaulement 51 et arrête ainsi l'injection avant que la quantité maximum refoulée -par le piston 1 ait pu être injectée.
Cet arrêt intervient d'autant plus tôt au cours de la course de refoulement du piston 1 que la vitesse augmente davantage. En effet, la vitesse de la bille entraînée par le courant de liquide de commande qui est refoulé par la pompe auxiliaire 11-12 croit plus vite que la vitesse de ce liquide lui-même, étant donné que la traînée de la bille dans ce liquide traînée dont l'augmentation réduit la différence entre les vitesses respectives du courant de liquide et de la bille - est proportionnelle à vn, l'exposant n étant supérieur à 1.
Si la vitesse du moteur croît encore davantage, on arrive à une vitesse pour laquelle la bille 39 s'applique contre la lumière 48 et provoque ainsi l'ouverture du conduit de décharge 7 avant même que le piston 1 ait parcouru la partie h de sa course de refoulement. Toute injection se trouve ainsi sup primée, de sorte que la vitesse à laquelle a lieu ce phénomène est une vitesse plafond que le moteur ne peut en aucune façon dépasser.
Pour faire varier l'effet d'autorégulation obtenu par les moyens qui viennent d'être décrits, on peut agir, ou bien sur la longueur de la course que la bille 39 doit accomplir entre sa position de départ indiquée dans la figure et la position pour laquelle elle s'applique contre la lumière 48, ou bien sur la force de rappel qui cherche à ramener la bille dans sa position de repos.
Dans le mode d'exécution représenté par la fig. 3, on s'est borné à faire varier la longueur de ladite course en agissant sur la vis 57, qui peut être réglée, ou bien directement par le surveillant du moteur, ou bien par un régulateur, par exemple un régulateur de vitesse. Dans ce mode de réalisation, la force de rap pel qui cherche à ramener la bille 39 vers sa position de départ est constituée par la pesanteur et est inva riable. Mais bien entendu, on pourrait aussi prévoir, dans le dispositif qui vient d'être décrit, une force de rappel variable et fournie par un ressort.
Evidemment, d'autres perfectionnements pour raient être appliqués également au dispositif repré senté par la fig. 3. C'est ainsi que, par exemple, la partie inférieure du cylindre 16, au lieu d'être cylin drique, pourrait être légèrement conique, la petite base de ce cône se trouvant à proximité de l'extré mité inférieure de l'élément mobile 8 qui, lui, bien entendu, devrait être logé dans une prolongation par faitement cylindrique de la chambre 16.