Dispositif de commande pour moteur à combustion interne du type à injection de combustible liquide. La présente invention se rapporte aux dis positifs de commande pour moteurs à com bustion interne. du type à injection .de com bustible liquide et a, pour -but principal d'as surer une marche régulière de ces moteurs lorsqu'ils sont sous de faibles charges ou lorsqu'ils tournent à vide.
Une caractéristique de ces moteurs et plus particulièrement de ceux dans lesquels le combustible est injecté au moyen d'une pompe de la classe désignée quelquefois comme "pompe à saccades", est que la vi tesse du moteur est irrégulière lorsqu'il mar che sous de faibles charges et à faible vi tesse.
Cette irrégularité est due au fait que, clans ces conditions, le refoulement par la pompe à combustible, lorsque cette dernière tourne avec un réglage fixe, augmente ra pidement avec l'augmentation .de la vitesse, de telle sorte que n'importe quelle petite va riation accidentelle -de la vitesse tend à être augmentée et il s'ensuit de violentes irrégu- larités. Il n'est pas possible de commander le moteur de façon satisfaisante, clans ces conditions, à l'aide du régulateur normal centrifuge à pleine vitesse, du fait que la vi tesse du moteur est ,alors au-dessous de celle à laquelle le régulateur commence à fonction ner.
Grâce à la présente invention, le mo teur peut être commandé d'une façon satis faisante lorsqu'il tourne à ces faibles vi tesses.
Le dispositif selon la présente invention est caractérisé en ce qu'il comporte, -d'une part, un mécanisme régulateur connu -du type centrifuge, .disposé de manière à agir sur des moyens commandant l'amenée du li quide combustible .au ou aux cylindres tant que la vitesse du moteur est au moins égale à une certaine valeur fixée d'avance, et en ce qu'il comporte, d'autre part, un second mécanisme, placé sous la dépendance de la pression régnant dans un conduit .d'admis sion d'air au ou aux .cylindres, dans lequel conduit une dépression est créée lorsqu'un robinet étrangleur qu'elle présente, et de la position duquel .dépend la vitesse du moteur, est au moins partiellement fermé,
ce second mécanisme étant disposé @de manière à agir sur les moyens susmentionnés pour l'amenée du combustible tant que la pression dans la dite conduite d',admission d'air correspond à une vitesse du moteur inférieure à la va leur fixée .d'avance, le tout dans le but d'ob tenir une marche régulière du moteur pour toutes les vitesses et charges.
Le dessin annexs représente plus ou moins schématiquement, à titre .d'exemple, une forme d'exécution du dispositif, vue en coupe verticale.
Dans la forme d'exécution représentée, l'appareil comporte une enveloppe A con tenant un régulateur du type centrifuge. Ce régulateur comporte un organe B en forme de .disque claveté ou monté rigidement d'une autre manière sur une douille Bl et présen tant des poids BZ régulateurs pivotés sur l'organe B en B". L'extrémité inférieure de la douille B' porte un pignon .d'angle B' en grenant avec un deuxième pignon d'angle C calé sur l'arbre manivelle ou sur une autre partie tournante C' du moteur auquel l'ap pareil est appliqué,
ce qui fait que la douille B' et l'organe B en forme de disque portant les poids Y régulateurs, sont ,mis en rota tion à une vitesse dépendant de la vitesse du moteur.
Les poids B= du régulateur présentent des bras B' s'étendant intérieurement, qui viennent en prise avec un collier D monté de façon à pouvoir coulisser sur une prolonga tion B' ascendante de la douille B'.
Le col lier D se trouve sous l'action de l'une des extrémités d'un ressort E -de compression, dont l'autre extrémité prend appui contre un capuchon F réglable vissé ,dans l'extrémité supérieure .d'une enveloppe A' montée rigi- dement sur l'organe B et enfermant les poids du régulateur et leurs organes associés. Une tige G passe librement à travers l'extrémité supérieure de l'enveloppe A, l'extrémité in férieure de cette tige vient en prise avec un organe G' monté de façon à pouvoir coulis ser librement sur la partie B et de manière à.
se trouver sous l'action du collier D par l'intermédiaire d'un palier -de butée D'. La douille B' porte un écrou B' qui limite le mouvement vers le bas -des bras B" et de la douille D. La compression des ressorts E est réglée de telle sorte que le moteur doit atteindre une certaine vitesse avant que les poids BZ puissent forcer les bras BJ et la douille D vers le haut en s'éloignant de l'é crou B'. Ainsi, le régulateur n'entre pas en fonctionnement jusqu'à ce que le moteur ait.
atteint une vitesse déterminée à l'avance, cette -vitesse pouvant varier à volonté en commandant la pression initiale -du ressort L' en réglant le capuchon F.
L'extrémité supérieure -de la tige G agit sur un rouleau H à l'extrémité d'un levier H', lequel est pivoté en H' sur l'enveloppe <I>A.</I> Le levier<I>H'</I> est relié rigidement à son pivot HZ et .ce pivot porte également un bras H3 présentant une coulisse H' -dans laquelle peut se mouvoir une goupille H portée par l'extrémité d'une tige ou d'une -bielle He,
par laquelle la commande -de l'appareil .d'alimen tation en combustible est effectuée.
Le dispositif tel qu'il vient d'être décrit constitue un mécanisme de réglage @du type centrifuge normal.
Un cylindre J est associé au mécanisme de réglage centrifuge ci-dessus d'écrit, une extrémité -de ce cylindre s'ouvre dans l'at mosphère par des trous J', tandis que l'autre extrémité .communique par une conduite J2 avec un conduit K -constituant le passage d'a;dmission d'air conduisant au distributeur d'admission d'air du moteur auquel l'appa reil est appliqué.
Un piston L est monté de façon à pou voir se :déplacer à l'intérieur du cylindre J. Ce piston L présente une tige Ll s'étendant à travers l'extrémité supérieure du cylindre J et portant à son éxtrémité supérieure un collier L2 qui vient en prise librement avec l'extrémité d'un bras -de levier H' venu de fabrication avec le levier H'. La bielle L' est filetée en L3 de façon à recevoir un col- lier L' fileté de façon à former écrou sur elle et constituant un organe de poussée ré glable pour un
ressort L' à compression dis posé entre ce collier et l'extrémité supérieure du cylindre J. L'extrémité inférieure de la bielle L s'étend à travers l'extrémité infé rieure .du cylindre J et porte un piston Ls en forme de disque placé à l'intérieur d'un cylindre J3 de façon à laisser un petit jeu entre lui et le cylindre, ce qui fait que cet organe LE fonctionne comme un amortisseur pour empêcher un mouvement saccadé de la tige -de piston L'.
La conduite JZ pénètre dans une chambre K', située -dans la paroi du .conduit K d'ad mission et communiquant par une ouverture KZ avec la partie de la, conduite d'admission du moteur en aval (c'est-à-dire moteur) du côté d'un robinet étrangleur M du type à papillon, dont l'axe porte un bras M' permettant d'ou vrir ou de fermer le papillon étrangleur.
Le bras J'C' porte de préférence un plongeur M\ de verrouillage se trouvant sous l'action :d'un ressort pour retenir le papillon étrangleur, soit dans sa position ouverte, soit dans sa po sition fermée, canrme on le désire.
La chambre K' communique par un pas- ,sage K" avec une deuxième :chambre K4 ayant deux ouvertures V, K' communiquant avec l'intérieur de la conduite K d'admission en amont du papillon étrangleur M (c'est-à- dire du côté -de l'atmosphère).
Une des ou vertures, K', est constamment ouverte et per met ainsi toujours à une quantité limitée d'air de s'écouler à travers les chambres K'. K' et l'ouverture K= de la partie de la<B>,</B> con duite d'admission du côté du moteur (aval) du papillon étrangleur M, même lorsque ce robinet est fermé.
L'ouverture K est com mandée, d'autre part, par une soupape coni que<I>N</I> portée rigidement sur une tige<I>N',</I> la quelle est montée dans la. conduite d'admis sion K, cette tige étant filetée à une extré mité pour venir en prise dans un trou fileté de façon correspondante d'un organe N= et portant à son autre extrémité une poignée N3, grâce à laquelle elle peut être tournée à la main.
Cette rotation,de la tige N' l'oblige à se déplacer longitudinalement pour faire varier la section -de passage entre la soupape N et les bords de l'ouverture Ke et par suite, la quantité d'air qui peut s'écouler par les chambres K4, K' et l'ouverture K2 .au mo teur, lorsque le robinet étrangleur ill est fermé.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant: Lorsque le moteur tourne sous charge en ayant le papillon 111 ouvert, il ne se produit pas alors .de dépression appréciable dans la conduite K d'admission, -de telle sorte que le piston L se déplace vers le haut @de toute sa course, dans la position représentée au des sin, dans laquelle il n'agit pas sur le levier <I>FI',</I> vu que le rouleau H appuie sur l'organe G lorsque les poids B2 du régulateur sont dans leur position la. plus interne.
Ainsi, le moteur sera seulement sous la commande du régulateur centrifuge par l'intermédiaire de la douille n. ,de l'organe G, des leviers H' et H3 et de la bielle H', le levier H' étant libre de se déplacer vers le bas en s'éloignant du collier L2.
Cependant, lorsque le moteur tourne à vide ou sous de faibles charges, le robinet étrangleur<B>31</B> est fermé @au moins partielle ment, ce qui provoque une dépression dans la partie de la conduite K d'admission se trouvant du côté du moteur par rapport au robinet, une quantité limitée d'air pouvant toutefois s'écouler dans cette partie de la conduite @d'.admission par les ouvertures KG et Ks et les chambres K4, K'.
La .dépression ainsi créée dans la .chambre K' agit par l'in termédiaire de la conduite J2, -de façon à dé placer le piston I. vers le bas et pour faire basculer les leviers<I>H',</I> H3, par l'intermé diaire de la tige r et du collier L2, en vue zle diminuer la quantité de combustible in jectée dans les cylindres.
La vitesse du mo t cur est ainsi réduite à. une -valeur telle que les poids B2 du régulateur occupent leur po sition inactive la plus interne, de telle sorte que le bras de levier<I>H', II'</I> se trouve seule ment sous la commande du piston L .actionné par la pression dans la conduite d'admission. On verra. que, pendant cette période de fai ble vitesse, toute augmentation de la vitesse du moteur provoquera une augmentation -de la dépression dans la. conduite d'admission, ce qui déplacera le piston L pour diminuer la quantité de combustible injecté en vue d'arrêter cette augmentation -de vitesse.
Une diminution de la vitesse du moteur provo quera sem:bl.ablement une diminution de la dépression et une augmentation correspon dante -de l'injection du combustible, en vue d'arrêter la -diminution de la vitesse. Le dis positif amortisseur L , J' agit pour amortir le mouvement du piston L et pour empêcher les irrégularités. De plus, en faisant varier la section de passage de l'ouverture K'. la dépression dans la. chambre K' pour une vi tesse donnée et par suite la. vitesse de la marche à vide du moteur peuvent être com mandées.
De plus, en réglant la force effec tive des ressorts Is' et L", on peut faire va rier le -oint auquel les deux dispositifs régu lateurs entrent respectivement en action.
L'organe H6 commande la. quantité de combustible amenée ,aux cylindres de ri'iin- porte quelle manière connue, par exemple en faisant varier le mouvement ou l'étendue -du mouvement d'une soupape à pointeau ou by- pass, actionnée contre l'action d'un ressort par un taquet de façon à faire varier la. pro portion de combustible refoulé par une pompe à plongeur qui est dérivée à chaque course de pompe et par suite la quantité de combus tible refoulé à ou aux injecteurs de chaque cylindre.
Par exemple, la. tige<I>Ils</I> peut agir pour déplacer un organe en forme .de coin interposé entre la tige d'une soupape à poin teau du type tubulaire et le taquet qui ac tionne cette soupape, de façon à faire varier la proportion -de chaque course du plongeur de la pompe pendant laquelle cette soupape est ouverte.
Certains détails de construction peuvent différer de ceux décrits à titre -d'exemple. Ainsi, notamment, le cylindre J et le piston L peuvent être remplacés par une chambre contenant un diaphragme ou d'autres moyens semblables grâce auxquels du mouvement peut être obtenu lors de variations de pres sion .dans la conduite d'admission d'air K.
Comme il a. été dit précédemment, les mouvements du piston J (ou de l'organe équivalent) sont transmis par un mécanisme approprié à un dispositif @de réglage -du com bustible, associé à la pompe d'alimentation du combustible. Ce dispositif de réglage .du combustible peut être le même que celui qui est actionné par le régulateur de commande centrifuge normal, lorsque le moteur marche à grande vitesse ou bien la commande pour le combustible auxiliaire peut être effectuée par un dispositif séparé ou distinct de celui actionné par le régulateur centrifuge.
Ce pendant, dans chaque cas, la disposition est telle que l'un des .dispositifs de commande -du combustible peut agir sur l'appareil d'ali mentation en combustible de façon à dimi nuer la quantité -de combustible refoulée in- d6penda.mment de l'autre dispositif, ce qui fait que l'appareil :d'alimentation en combus- tible se trouve toujours sous la commande de l'un des deux mécanismes régulateurs,.
Le dispositif selon l'invention présente l'av antaue de permettre une amélioration de la combustion lorsque le moteur marche sous (le faibles charges ou à vide. En effet, d'or dinaire, lorsqu'un moteur à -combustible li quide injecté marche à vide, une pleine charge d'air est aspirée par le moteur à chaque .course d'aspiration, cette charge d'air excédant cle beaucoup celle requise par la très petite quantité .de liquide injectée ,durant la- marche à ce régime.
Selon la, présente invention, au contraire, la quantité d'air aspirée est auto matiquement réduite lorsque le papillon étrangleur 31 est fermé ou presque fermé. cette quantité ,d'air étant toutefois suffisante pour permettre la combustion complète de la petite quantité de combustible admise alors. Par ce moyen, la pression de charge du mo teur est réduite, aux faibles vitesses de cc dernier, de telle sorte que les variations de vitesse dues à l'inertie du volant avant en traîné les pistons après -une; très forte com pression sont réduites.
Control device for internal combustion engine of the liquid fuel injection type. The present invention relates to control devices for internal combustion engines. of the liquid fuel injection type and its main purpose is to ensure that these engines run smoothly when they are under low loads or when they are running empty.
A characteristic of these engines, and more particularly of those in which fuel is injected by means of a pump of the class sometimes referred to as a "jerk pump", is that the speed of the engine is irregular when running under high pressure. low loads and low speed.
This irregularity is due to the fact that under these conditions the discharge by the fuel pump, when the latter is running at a fixed setting, increases rapidly with increasing speed, so that any small Accidental variation in speed tends to be increased and violent irregularities ensue. It is not possible to control the engine satisfactorily under these conditions with the normal centrifugal governor at full speed, since the engine speed is then below that at which the governor begins to function.
By virtue of the present invention, the motor can be controlled satisfactorily when it is running at these low speeds.
The device according to the present invention is characterized in that it comprises, -on the one hand, a known regulating mechanism -of the centrifugal type, .disposed so as to act on means controlling the supply of liquid fuel. To or to the cylinders as long as the engine speed is at least equal to a certain value fixed in advance, and in that it comprises, on the other hand, a second mechanism, placed under the dependence of the pressure prevailing in a duct. air intake to the cylinder or cylinders, in which a vacuum is created when a throttle valve that it presents, and from the position of which the engine speed depends, is at least partially closed,
this second mechanism being arranged so as to act on the aforementioned means for the supply of fuel as long as the pressure in said air intake duct corresponds to an engine speed lower than the value set. advance, the whole in order to obtain a regular operation of the engine for all speeds and loads.
The accompanying drawing shows more or less schematically, by way of example, an embodiment of the device, viewed in vertical section.
In the embodiment shown, the apparatus comprises a casing A containing a regulator of the centrifugal type. This regulator comprises a member B in the form of a keyed disc or mounted rigidly in another way on a bush B1 and having regulator weights BZ pivoted on the member B at B ". The lower end of the bush B ' carries an angle pinion B 'by meshing with a second angle pinion C wedged on the crank shaft or on another rotating part C' of the engine to which the device is applied,
whereby the bush B 'and the disc-shaped member B carrying the regulating weights Y are rotated at a speed depending on the speed of the engine.
The regulator weights B = have internally extending arms B 'which engage with a collar D mounted so as to be slidable on an upward extension B' of the socket B '.
The binding collar D is located under the action of one end of a compression spring E, the other end of which bears against an adjustable screwed cap F, in the upper end of an envelope A 'mounted rigidly on component B and enclosing the weights of the regulator and their associated components. A rod G passes freely through the upper end of the casing A, the lower end of this rod engages with a member G 'mounted so as to be able to slide freely on part B and so as to.
be under the action of collar D via a thrust bearing D '. Bushing B 'carries a nut B' which restricts the downward movement of arms B "and bush D. The compression of the springs E is adjusted so that the motor must reach a certain speed before the weights BZ can force the arms BJ and the socket D upwards away from the nut B '. Thus, the governor does not come into operation until the motor has.
reaches a speed determined in advance, this speed being able to vary at will by controlling the initial pressure of the spring L 'by adjusting the cap F.
The upper end of the rod G acts on a roller H at the end of a lever H ', which is pivoted in H' on the casing <I> A. </I> The lever <I> H '</I> is rigidly connected to its pivot HZ and this pivot also carries an arm H3 having a slide H' -in which can move a pin H carried by the end of a rod or a -bielle Hey,
by which the control of the fuel supply apparatus is effected.
The device as just described constitutes a normal centrifugal type adjustment mechanism.
A cylinder J is associated with the centrifugal adjustment mechanism described above, one end of this cylinder opens into the atmosphere through holes J ', while the other end communicates through a pipe J2 with a duct K - constituting the air intake passage leading to the engine air intake distributor to which the appliance is applied.
A piston L is mounted so as to be able to move inside the cylinder J. This piston L has a rod L1 extending through the upper end of the cylinder J and carrying at its upper end a collar L2 which engages freely with the end of a lever arm H 'manufactured with the lever H'. The connecting rod L 'is threaded at L3 so as to receive a threaded clamp L' so as to form a nut on it and constituting an adjustable thrust member for a
compression spring L 'placed between this collar and the upper end of the cylinder J. The lower end of the connecting rod L extends through the lower end of the cylinder J and carries a disc-shaped piston Ls placed inside a cylinder J3 so as to leave a small clearance between it and the cylinder, so that this member LE functions as a shock absorber to prevent jerky movement of the piston rod L '.
The pipe JZ enters a chamber K ', located in the wall of the intake pipe K and communicating through an opening KZ with the part of the inlet pipe of the engine downstream (that is, say motor) on the side of a throttle valve M of the butterfly type, the axis of which carries an arm M 'allowing the throttle valve to be opened or closed.
The arm J'C 'preferably carries a locking plunger M \ being under the action of: a spring for retaining the throttle butterfly, either in its open position or in its closed position, as desired.
The chamber K 'communicates by a passage K "with a second: chamber K4 having two openings V, K' communicating with the interior of the intake pipe K upstream of the throttle valve M (that is to say - say on the side of the atmosphere).
One of the or vertures, K ', is constantly open and thus always allows a limited amount of air to flow through the chambers K'. K 'and the opening K = of the part of the <B>, </B> intake pipe on the engine side (downstream) of the throttle valve M, even when this valve is closed.
The opening K is controlled, on the other hand, by a cone valve <I> N </I> carried rigidly on a rod <I> N ', </I> which is mounted in the. intake pipe K, this rod being threaded at one end to engage in a correspondingly threaded hole of a member N = and carrying at its other end a handle N3, by means of which it can be turned to the hand.
This rotation of the rod N 'forces it to move longitudinally in order to vary the section -of passage between the valve N and the edges of the opening Ke and consequently the quantity of air which can flow through chambers K4, K 'and opening K2. at the engine, when the choke valve ill is closed.
The operation of the device is as follows: When the engine is running under load with the throttle 111 open, then no appreciable vacuum occurs in the intake pipe K, so that the piston L moves towards the top @ of all its travel, in the position shown below, in which it does not act on the lever <I> FI ', </I> since the roller H presses on the member G when the weights B2 of the regulator are in their position la. more internal.
Thus, the motor will only be under the control of the centrifugal governor through socket n. , of the member G, of the levers H 'and H3 and of the connecting rod H', the lever H 'being free to move downwards away from the collar L2.
However, when the engine is running empty or under light loads, the choke valve <B> 31 </B> is at least partially closed, which causes a vacuum in the part of the intake line K located. on the engine side with respect to the valve, a limited quantity of air being able, however, to flow into this part of the intake pipe @ through the openings KG and Ks and the chambers K4, K '.
The .depression thus created in the .chamber K 'acts through the conduit J2, -so as to move the piston I. downwards and to tilt the levers <I> H', </ I > H3, via the rod r and the collar L2, with a view to reducing the quantity of fuel injected into the cylinders.
The motor speed is thus reduced to. a value such that the regulator weights B2 occupy their innermost inactive position, so that the lever arm <I> H ', II' </I> is only under the control of the piston L. actuated by pressure in the intake line. We'll see. that during this period of low speed any increase in engine speed will cause an increase in vacuum in the. intake pipe, which will move the piston L to reduce the quantity of fuel injected in order to stop this increase -de speed.
A decrease in engine speed will sem: bl.ably cause a decrease in vacuum and a corresponding increase in fuel injection, with a view to stopping the decrease in speed. The positive damping device L, J 'acts to damp the movement of the piston L and to prevent irregularities. In addition, by varying the passage section of the opening K '. depression in the. chamber K 'for a given speed and consequently the. engine idling speed can be controlled.
In addition, by adjusting the effective force of the springs Is' and L ", it is possible to make the point at which the two regulating devices come into action respectively.
The H6 organ controls the. quantity of fuel supplied to the cylinders in any known manner, for example by varying the movement or extent of movement of a needle valve or bypass, actuated against the action of a spring by a cleat so as to vary the. pro portion of fuel delivered by a plunger pump which is diverted at each pump stroke and hence the quantity of fuel delivered to the injector (s) of each cylinder.
For example, the. rod <I> They </I> can act to move a wedge-shaped member interposed between the rod of a needle valve of the tubular type and the cleat which actuates this valve, so as to vary the proportion -of each stroke of the pump plunger during which this valve is open.
Some construction details may differ from those described by way of example. Thus, in particular, the cylinder J and the piston L can be replaced by a chamber containing a diaphragm or other similar means by which movement can be obtained during variations in pressure. In the air intake duct K .
As he has. previously stated, the movements of the piston J (or of the equivalent member) are transmitted by an appropriate mechanism to a fuel adjustment device, associated with the fuel feed pump. This fuel control device may be the same as that operated by the normal centrifugal control governor, when the engine is running at high speed, or the control for the auxiliary fuel may be performed by a device separate or distinct from that. operated by centrifugal governor.
However, in each case the arrangement is such that one of the fuel control devices can act on the fuel supply apparatus so as to decrease the amount of fuel delivered independently. of the other device, so that the fuel supply apparatus is always under the control of one of the two regulating mechanisms ,.
The device according to the invention has the advantage of allowing an improvement in combustion when the engine is running under low loads or empty. In fact, normally, when an injected liquid fuel engine is running. when empty, a full charge of air is drawn by the engine at each suction stroke, this charge of air greatly exceeding that required by the very small quantity of liquid injected, during operation at this speed.
According to the present invention, on the contrary, the quantity of air sucked in is automatically reduced when the throttle butterfly 31 is closed or almost closed. this quantity of air being however sufficient to allow complete combustion of the small quantity of fuel then admitted. By this means, the load pressure of the engine is reduced, at the low speeds of the latter, so that the speed variations due to the inertia of the flywheel before dragging the pistons after -a; very strong com pressure are reduced.