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DISPOSITIF D' INJECTION DE COMBUSTIBLE POUR
MOTEURS DIESEL
L'invention a pour objet un dispositif d'injection de combustible pour moteurs à combustion interne travaillant d'après le principe Diesel. La caractéristique principale de ce dispositif réside dans le fait que la soupape d'injection est combinée avec la pompe à combustible commandée et influencée directement par le piston du mo- teur, de manière à supprimer tout mécanisme de distribution, à permet- tre un réglage facile de la pression optimum du combustible injecté et notamment, en ayant recours à certaines soupapes d'injection ingé- nieusement agencées, de réduire la durée de l'injection et de la com- bustion du combustible dans le cylindre. On réalise ainsi une économie de combustible même à des vitesses de moteurs plus élevées que les vi- tesses usuelles.
Le principe de l'invention est illustré schématiquement par quelques exemples de réalisation.-
Figure 1 est une coupe pratiquée dans le dispositif d'in-
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jection;
Figs. 2 et 3 montrent l'agencement dans un moteur deux temps à deux pistons ;
Fig. 4 montre en coupe longitudinale le détail d'une dis- position comprenant plusieurs soupapes disposées en cercle; -
Fig. 5 est une coupe du dispositif de la fige lE;¯
Fig. 6 montre une autre variante du dispositif.,
La fig. 1 représente un dispositif d'injection composé d'un corps 1 monté dans la culasse d'un moteur à combustion interne à deux temps, pourvu d'un guidage pour -les pistons 2 et 3, d'un logement pour la soupape d'injection 4 et de canaux distributeurs de combus- tible.
La partie inférieure du piston 2 est rodée dans le corps 1.
Ce piston est pourvu de rainuresen labyrinthe pour assurer l'étanchéi- té aux hautes pressions du combustible injecté et pénètre par son ex- tremité inférieure 22 dans la chambre de compression. Le piston 2 est de diamètre réduit'dans sa partie supérieure qui est également rodée et pourvue de rainures en labyrinthe et traverse le passage du se'cond piston 3 ; ressort 12 le pousse vers le bas.
Entre les deux pistons 2 et 3 subsiste un espace annulaire 7 qui par le mouvement des deux pistons est mis,alternmativement, en com- munication, par le canal 8, avec le conduit d'aspiration et par le ca- nal 10 avec la conduite de refoulement. Le piston du moteur vient dans son déplacement heurter, dans le voisinage de son point mort supérieur , l'extrémité 2a du piston 2 et soulève ce dernier dans la direction de la flèche 6. Lors de ce mouvement, le combustible qui se trouve dans le compartiment annulaire 7 est tout d'abord refoulé dans la conduite d'as- piration. Le mouvement continuant, le bord supérieur du piston 2 fran- chit l'embouchure du canal 8 et le combustible qui se trouve dans le com- partiment 7 se comprime et soulève le piston 3 influencé par un ressort 9 suffisamment fort.
Quand l'arête inférieure du piston 3 découvre le canal 10, la soupape d'injection 4 influencée par le ressort 11 est, SOUE l'effet de la pression du liquide, décollée,de son siège et le combus- tible pénètre dans la' chambre de compression. Le ressort 11 étant suf-' fisamment formel le diamètre-de' la.' soupape suffisamment grand, la cour- se de la soupape 4 est peu importante et.le. combustible qui s'échappe
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à grande vitesse par cette étroite fente se pulvérise avec une finesse suffisante sur les bords tranchants de la soupape. Après que l'injec- tion du combustible s'est produite, la soupape 4 est ramenée sur son siège par le ressort 11.
Sous l'action du ressort 9, le piston 3 revient dans'la position représentée par le dessin; de même le piston 2 est ra- mené par son ressort dans sa position initiale. Il se produit ainsi dans lecompartiment 7 entre les deux pistons 2 et 3 un vide dans lequel, après que le canal 8 a été découvert,une nouvelle quantité de combus- tible est introduite par la conduite d'alimentation. Cette charge de .combustible est fournie par le -réservoir à combustible et amenée dans le dispositif injecteur soit sous l'effet d'une pression hydrostatique, soit à l'aide d'une pompe à basse pression. Le réglage de la charge de combustible peut s'obtenir de diverses manières, suivant des procédés connus, par exemple en raison d'une réduction de la conduite d aliomen- @ tation ou d'un dispositif du même genre.
Les ressorts 9,11 et 12 peu- ,vent être établis ou agencées de manière à être sous tension, ce qui permet de réaliser la pression d'injection optimum avec le maximum de simplicité et assure une pulvérisation suffisante du combustible et également une durée d'injection relativement courte. On peut régler exactement le moment de l'injection, simplement en déplacant lensemble du dispositif vers le bas en direction du point mort supérieur du pis- ton, ce qui procure une avance d'injection tandis que par déplacement de l'ensemble vers le haut on retarde le moment de l'injection.
Dans les moteurs à deux temps à deux pistons on peut réa- liser'l'avance d'injection requise du combustible par exemple en désa- xant en conséquence les cylindres, et ce de manière que le piston qui met en action la pompe d'injection atteigne plus tôt le point mort supérieur, ainsi que le montre schématiquement la figure 2, dans laquel- le a désigne ce dispositif d'injection.
Si dans ce cas, on agence le dispositif d'injection au dessus des deux pistons ainsi que l'indique la figure 3, on peut pro- longer la durée de l'injection grâce au fait que les deux soupapes a, et a2 injectent le combustible dans la chambre de compression dans un intervalle de temps déterminé par l'avance du mouvement des deux pis- tons;!
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Dans les figures 4 et 5 on a représanté une variante du dispositif. Dans cette variante le combustible du compartiment compris entre les pistons de la pompe est amené, par le canal 10, simultanément à plusieurs soupapes d'injection 4 influencées par des ressorts 11.
On réalise de la sorte une pulvérisation beaucoup plus efficace du com- bustible en même temps qu'une inflammation simultanée en plusieurs en- droits et partant, également une combustion plus rapide du combustible,' en sorte que l'on peut obtenir une utilisation beaucoup plus économique de ce dernier à des vitesses plus élevées que les vitesses usuelles an- térieures des moteurs. Les soupapes peuvent par exemple être disposées en cercle comme le montre la figure 5 bien que toute autre disposition puisse être adoptée suivant la conformation de la chambre de compres- sion.
La figure 6 montre une autre variante encore du dispositif d'injection établi suivant le même principe. La pompe et la soupape ne sont pas, en l'occurence, actionnées par le piston du moteur, mais par le mécanisme de distribution usuel, de ,sorte que le dispositif con- vient aussi bien pour des moteurs à quatre temps que pour des moteurs à deux temps, Le corps 1 débouche dans la chambre de compression par la partie la dans laquelle est montée la soupape d'injection 4 influencée par un ressort 11. Le piston 2 est amené en déplacement par un levier du mécanisme de distribution dans la direction de la floche 6; un res- sort 12 assure son mouvement de retour.
Dans le piston 3 on a prévu une rainure hélicoïdale 13 et le piston 3 est déplacé en rotation en même temps qu'il est mis dans l'impossibilité de se déplacer indûment en sens inverse par la paire de pignons droits 14 et 15. Le levier 16 fait tourner le pignon ou roue dentée 15 et règle la quantité de combus- tible injectée, la rotation du piston 3 modifiant le moment auquel la rainure 13 vient se placer en face du canal 17 on modifie ainsi la quantité de combustible qui reflue de la chambre 7 dans le conduit d' aspiration et par conséquent également la quantité de combustible injectée. Au lieu de se servir d'une roue dentée 15, on pourrait égale- ment employer au même but une crémaillère propre à faire tourner le piston;:3:
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FUEL INJECTION DEVICE FOR
DIESEL ENGINES
The subject of the invention is a fuel injection device for internal combustion engines operating according to the Diesel principle. The main characteristic of this device lies in the fact that the injection valve is combined with the fuel pump controlled and influenced directly by the engine piston, so as to eliminate any distribution mechanism, to allow an adjustment. the optimum pressure of the injected fuel and in particular, by using certain ingeniously arranged injection valves, to reduce the duration of the injection and the combustion of the fuel in the cylinder. This saves fuel even at higher engine speeds than the usual ones.
The principle of the invention is illustrated schematically by some exemplary embodiments.
Figure 1 is a section through the insertion device
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jection;
Figs. 2 and 3 show the arrangement in a two-stroke two-piston engine;
Fig. 4 shows in longitudinal section the detail of an arrangement comprising several valves arranged in a circle; -
Fig. 5 is a section of the device of the freeze lE; ¯
Fig. 6 shows another variant of the device.
Fig. 1 shows an injection device composed of a body 1 mounted in the cylinder head of a two-stroke internal combustion engine, provided with a guide for the pistons 2 and 3, with a housing for the valve. injection 4 and fuel distribution channels.
The lower part of the piston 2 is lapped in the body 1.
This piston is provided with labyrinth grooves to ensure the seal against the high pressures of the injected fuel and penetrates through its lower end 22 into the compression chamber. The piston 2 is of reduced diameter in its upper part which is also labyrinthed and provided with labyrinth grooves and passes through the passage of the second piston 3; spring 12 pushes it down.
Between the two pistons 2 and 3 there remains an annular space 7 which by the movement of the two pistons is put, alternately, in communication, by the channel 8, with the suction duct and by the channel 10 with the duct. of repression. The piston of the engine comes in its displacement, in the vicinity of its upper dead center, the end 2a of the piston 2 and raises the latter in the direction of the arrow 6. During this movement, the fuel which is in the annular compartment 7 is first of all forced back into the suction line. As the movement continues, the upper edge of piston 2 crosses the mouth of channel 8 and the fuel in compartment 7 compresses and lifts piston 3 influenced by a sufficiently strong spring 9.
When the lower edge of the piston 3 uncovers the channel 10, the injection valve 4 influenced by the spring 11 is, SOE the effect of the pressure of the liquid, detached, from its seat and the fuel enters the ' compression chamber. The spring 11 being sufficiently formal the diameter of the. valve large enough, the stroke of valve 4 is small and. escaping fuel
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at high speed through this narrow slit is sprayed with sufficient finesse on the sharp edges of the valve. After the fuel injection has taken place, valve 4 is returned to its seat by spring 11.
Under the action of the spring 9, the piston 3 returns to the position shown in the drawing; likewise the piston 2 is returned by its spring to its initial position. There is thus produced in the compartment 7 between the two pistons 2 and 3 a vacuum in which, after the channel 8 has been discovered, a new quantity of fuel is introduced through the supply line. This charge of .combustible is supplied by the fuel tank and fed into the injector device either under the effect of hydrostatic pressure or by means of a low pressure pump. The control of the fuel load can be achieved in various ways, according to known methods, for example by reason of a reduction in the supply line or the like.
The springs 9, 11 and 12 can be established or arranged so as to be under tension, which allows the optimum injection pressure to be achieved with the maximum of simplicity and ensures sufficient atomization of the fuel and also a duration of relatively short injection. The exact timing of the injection can be adjusted simply by moving the entire device downward towards the upper dead center of the piston, which provides injection advance while moving the assembly upward. the time of injection is delayed.
In two-stroke two-piston engines, the required fuel injection advance can be achieved, for example, by disassembling the cylinders accordingly, and this so that the piston which actuates the fuel pump. injection reaches the upper dead center earlier, as shown diagrammatically in FIG. 2, in which a designates this injection device.
If in this case, the injection device is arranged above the two pistons as shown in Figure 3, the duration of the injection can be extended thanks to the fact that the two valves a, and a2 inject the fuel in the compression chamber in a time interval determined by the advance of the movement of the two pistons ;!
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In Figures 4 and 5 there is shown a variant of the device. In this variant, the fuel from the compartment between the pistons of the pump is fed, via channel 10, simultaneously to several injection valves 4 influenced by springs 11.
In this way a much more efficient atomization of the fuel is achieved at the same time as simultaneous ignition in several places and hence also a more rapid combustion of the fuel, so that much utilization can be achieved. more economical of the latter at higher speeds than the usual previous engine speeds. The valves may for example be arranged in a circle as shown in Figure 5 although any other arrangement may be adopted depending on the configuration of the compression chamber.
FIG. 6 shows yet another variant of the injection device established according to the same principle. The pump and the valve are not, in this case, actuated by the engine piston, but by the usual timing mechanism, so that the device is suitable for both four-stroke engines and engines. two-stroke, The body 1 opens into the compression chamber through the part la in which is mounted the injection valve 4 influenced by a spring 11. The piston 2 is moved by a lever of the distribution mechanism in the direction arrow 6; a spring 12 ensures its return movement.
In the piston 3 there is provided a helical groove 13 and the piston 3 is displaced in rotation at the same time that it is prevented from moving unduly in the opposite direction by the pair of spur gears 14 and 15. The lever 16 turns the pinion or toothed wheel 15 and adjusts the quantity of fuel injected, the rotation of the piston 3 modifying the moment at which the groove 13 comes to be placed in front of the channel 17, thus modifying the quantity of fuel which flows back from the chamber 7 in the suction duct and therefore also the quantity of fuel injected. Instead of using a toothed wheel 15, one could also use for the same purpose a proper rack to turn the piston;: 3: