<B>Pompe alternative</B> L'invention a pour objet une pompe alternative, par exemple une pompe à combustible, cette pompe comportant un piston auxiliaire susceptible de se déplacer, sous l'effet du liquide refoulé par le piston principal de la pompe et à l'encontre d'une force de rappel, dans un cylindre auxiliaire divisé par le piston auxiliaire en deux chambres, la première reliée au cylindre principal dans lequel travaille le piston principal de la pompe et la seconde communiquant avec le conduit de refoulement de la pompe muni d'un clapet de non-retour,
cette pompe étant carac térisée en ce que les deux chambres sont en commu nication l'une avec l'autre par un conduit qui bypasse le piston auxiliaire au moins pour certaines positions de celui-ci, un organe obturateur intercalé dans ce conduit de bypass étant commandé de façon telle en synchronisme avec le piston principal qu'il ferme ledit conduit de bypass pendant la course de refoulement du piston principal,
et en ce qu'un conduit de dé charge qui débouche dans le cylindre auxiliaire à un endroit intermédiaire de sa longueur et qui commu nique avec la susdite première chambre lorsque le piston auxiliaire a accompli une certaine course dans le cylindre auxiliaire, est muni d'au moins, un étrangle- ment, tandis qu'un second conduit de décharge est mis en communication, par le piston auxiliaire, avec la se conde chambre au même moment où le premier con duit de décharge est mis en communication avec la première chambre,
la lumière par laquelle le conduit de bypass débouche dans la seconde chambre étant disposée à un endroit tel que cette lumière soit fermée lorsque lesdits conduits de décharge sont ouverts.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'invention.
La fig. 1 montre, en coupe axiale, les parties essentielles d'une pompe d'injection de combustible constituant la première forme d'exécution. La fig. 2 montre, aussi en coupe axiale, les élé ments essentiels d'une pompe d'injection plus per fectionnée encore que celle représentée à la fig. 1 et constituant- la deuxième forme d'exécution.
La fig. 3, enfin, montre une variante des moyens provoquant l'étranglement du conduit de décharge. Les pompes alternatives représentées sont des pompes d'injection de combustible (gasroil, essence, etc.) pour moteurs à combustion interne. La pompe représentée à la fig. 1 comporte un cylindre prin cipal 1 dans lequel travaille un piston principal 2 entrainé par des moyens non représentés, par exem ple par une came. Dans le cylindre 1 débouche un conduit d'alimentation 4 par une lumière 3, cette lumière 3 étant démasquée lorsque le piston 2 se trouve à son point mort bas (ou extérieur) repré senté au dessin.
Avec le cylindre principal 1 de la pompe com munique,- par l'intermédiaire d'un conduit.5 compor tant un clapet de non-retour 6, la chambre inférieure 7a d'un cylindre 7 dans lequel peut se déplacer un piston auxiliaire appelé, ci-après, navette 8 qui divise le cylindre 7 en deux chambres<I>7a</I> et<I>7b.</I> Dans la chambre supérieure 7b est logé un ressort antago niste 9 dont la tension est de préférence réglable à l'aide d'une vis 10 et qui cherche à maintenir ou à ramener la navette 8 dans sa position de repos pour laquelle la navette est appliquée contre un épaule ment 11 que présente l'extrémité inférieure du cylin dre 7.
De la chambre 7b du cylindre 7, avantageuse, ment sur sa paroi latérale au voisinage de son extré mité supérieure, part un conduit de refoulement 12 comportant un clapet de non-retour 13 et relié à l'injecteur ou aux injecteurs à alimenter par la pompe en question.
De plus, la chambre 7a est reliée à la chambre 7b par un conduit 14 qui, au moins pour certaines positions de la navette 8, bypasse celle-ci et qui est commandé par un tiroir 15 ou un organe analogue de façon telle qu'il soit fermé pendant la course de refoulement (course ascendante) du piston principal 2 de la pompe et qu'il soit ouvert pendant la course d'aspiration (course descendante) de ce piston et éventuellement pendant la période où le piston 2 est arrêté à son point mort extérieur (position repré sentée aux figures).
Afin que le tiroir 15 puisse agir de cette façon, il est disposé dans un cylindre 16 qui, à l'une de ses extrémités, communique, par l'intermédiaire d'un conduit 17 et à un endroit situé en amont du clapet de non-retour 6, avec l'intérieur du cylindre principal 1 de la pompe.
De plus, à l'autre extrémité du cylindre 16, se trouve un res sort 18 dont le tarage est de préférence inférieur à celui du ressort de rappel 19 du clapet 6 et qui tend à maintenir le tiroir 15 dans une position pour laquelle ce tiroir est appliqué contre un épaulement 20 et ouvre le conduit 14 à l'aide d'une gorge 21 ou d'un canal transversal usiné dans le tiroir 15. La position finale opposée du tiroir 15 est déterminée par l'application d'une butée 22 contre le fond du cylindre 16.
Le conduit 14 peut déboucher dans la chambre 7a du cylindre 7, ou bien au-dessous de l'épaule ment 11 déterminant la position de repos de la navette 8, ou bien immédiatement au-dessus de cet épaulement. Dans ce dernier cas, la navette 8, quand elle est dans sa position de repos, ferme la lumière par laquelle le conduit 14 débouche dans la chambre 7a (voir les figures).
Sur le cylindre 7 est encore branché, à une dis tance a au-dessus de l'épaulement 11, un conduit de décharge 23 qui décharge la chambre 7a du cylindre 7, lorsque la navette 8 est remontée dans le cylindre 7 d'une longueur suffisante pour décou vrir la lumière 23a par laquelle le conduit de dé charge 23 débouche dans le cylindre 7.
Ledit conduit de décharge 23 comporte un étran glement 24, de préférence réglable, par exemple à l'aide d'une vis-pointeau 25. De plus, on fait en sorte que la navette 8, dès qu'elle ouvre le conduit de décharge 23, ferme la lumière 14a par laquelle le conduit 14 débouche dans la chambre 7b du cylindre 7 et décharge en même temps cette cham bre. A cet effet, la lumière 14a se trouve à une distance égale aussi à a au-dessus de la navette 8 lorsque celle-ci est appliquée contre l'épaulement 11.
Afin que la navette 8 décharge la chambre 7b au moment où elle ouvre la lumière 23a et où elle ferme la lumière 14a, il est pratiqué, d'une part, dans la navette 8, un canal 26 dont l'une des extrémités débouche dans la surface supérieure de la navette et dont l'autre extrémité débouche, par une lumière 26a, dans la paroi latérale de la navette et, d'autre part, dans le corps de la pompe, un conduit de décharge 27 muni d'un clapet de non-retour 27a et qui débouche dans le cylindre 7 par une rainure longitudinale 28,
l'extrémité inférieure de cette rai nure se trouvant à une distance a au-dessus de la lumière 26a lorsque la navette 8 est appliquée contre l'épaulement 11, tandis que la rainure maintient la communication entre les conduits 26 et 27, une fois la décharge commencée.
Le fonctionnement de la pompe comportant les éléments qui viennent d'être indiqués (à l'exclusion de certains éléments supplémentaires représentés à la fig. 1 mais qui sont décrits plus loin) est le sui vant: Lorsque le piston principal 2 de la pompe monte, à partir de son point mort bas vers le haut, dans son cylindre 1, il ferme la lumière 3 du conduit d'alimentation 4 et met sous pression le combustible renfermé dans le cylindre 1. Par suite de cette mise sous pression, le tiroir 15 est déplacé vers le haut et ferme le conduit 14.
Ensuite, le combustible re foulé par le piston 2, lors de sa course de refoule ment (course ascendante), déplace la navette 8 dans le cylindre 7 au moins jusqu'au moment où la na vette 8 découvre la lumière 23a.
Si l'étranglement 24 n'existait pas ou s'il était, par suite du retrait du pointeau 25, largement ouvert, la navette 8 s'ar rêterait immédiatement après avoir ouvert le con duit de décharge 23 et s'immobiliserait dans cette position, l'excédent de combustible encore refoulé par le piston 2 qui n'a pas encore terminé à ce moment sa course ascendante, s'échappant alors à travers le conduit 23.
Au moment où le piston prin cipal 2 de la pompe commence son mouvement des cendant, le tiroir 15 étant repoussé vers son épaule ment 20 et ouvrant ainsi le conduit 14, la navette 8 pourrait alors immédiatement refermer la lumière 23a, descendre dans le cylindre 7 et refouler le com bustible, qui se trouve dans la chambre 7a, à travers le conduit 14 dans la chambre 7b d'où cette même quantité de combustible serait refoulée par la na vette à travers. le conduit de refoulement 12 vers les injecteurs lors de la prochaine remontée du piston 2 et de la navette 8. Il n'y aurait pas d'autorégula tion du débit.
Le fonctionnement est cependant différent lors que le conduit 23 comporte un étranglement 24 suf fisamment important. Alors la navette 8 ne s'arrête pas lors de son mouvement ascendant dès qu'elle a ouvert la lumière 23a du conduit d'échappement 23 mais continue, après avoir déchargé la chambre 7b du cylindre 7, par l'intermédiaire des conduits 26 et 27, et après avoir fermé la lumière 14a du conduit 14, son mouvement ascendant d'une longueur dont l'importance dépend de la vitesse d'entraînement du piston 2 de la pompe, vitesse qui elle-même est fonc tion de la vitesse du moteur sur lequel est montée la pompe d'injection en question.
En effet, par suite de l'étranglement 24, la chambre 7a reste soumise à une certaine pression pratiquement jusqu'au mo ment où le piston 2 a atteint sa position la plus haute (point mort intérieur) dans le cylindre 1, tan- dis que la chambre 7b est mise à la pression atmo sphérique par les conduits 26 et 27.
On sait qu'un étranglement crée une perte de charge qui augmente comme une puissance, plus grande que UN , de la vitesse.
EMI0003.0001
<U>vitesse <SEP> de <SEP> la <SEP> navette <SEP> 8</U>
<tb> Le <SEP> rapport <SEP> augmente
<tb> vitesse <SEP> du <SEP> piston <SEP> 2 donc en tous points de la course quand la vitesse du piston 2 augmente et le chemin parcouru par la navette 8 croît donc pour une course donnée du piston 2 lorsque la vitesse de ce dernier croît. Par conséquent, la navette 8 montera d'autant plus haut au-dessus de la lumière 23a dans le cylindre auxi liaire 7 que la vitesse d'entraînement du piston 2 montera.
En montant dans le cylindre 7 au-dessus du niveau de la lumière 23a, la navette refoule, dans le réservoir, à travers les conduits 26 et 27, une quantité de combustible qui est proportionnelle à la longueur de la course de la navette au-delà de la position pour laquelle elle a ouvert la lumière 23. En redescendant, lorsque le piston 2 lui-même re descend, la navette crée donc d'abord un vide cor respondant dans la chambre 7b. De plus, lors de sa redescente, la navette 8 refoule le combustible enfermé dans la chambre 7a, à travers le conduit de décharge 23, jusqu'au moment où elle ferme, d'une part, la lumière 23a et ouvre, d'autre part, la lumière 14a.
Supposons que la vitesse d'entraîne ment du piston 2 de la pompe, et par conséquent la vitesse du moteur sur lequel cette pompe est montée, soient inférieures à une vitesse plafond- déterminée dont il sera parlé ci-après, la navette, après avoir fermé la lumière 23a et ouvert la lumière 14a, re tombe brusquement sur l'épaulement 11 en refoulant une quantité de combustible, correspondant à la course a, à travers le conduit 14, dans la chambre 7b.
Cette quantité de combustible doit d'abord rem plir le vide qui s'est formé au-dessus de la navette 8 dans cette dernière chambre et dont l'importance dépend de la longueur de course avec laquelle la navette a dépassé, lors de sa montée précédente, la position pour laquelle elle a ouvert le conduit de décharge 23, et seule la différence entre la quantité correspondant à la course a et la quantité correspon dant à ce vide est réellement refoulée hors de la pompe à travers le conduit de refoulement 12 vers l'injecteur ou les injecteurs.
Il en résulte que cette dernière quantité est d'au tant plus petite que la vitesse d'entraînement du pis ton 2 est plus grande et que la montée de la navette 8 dans le cylindre 7 est plus importante.
Il y a donc autorégulation du débit de la pompe en fonction de la vitesse.
De plus, à partir d'une certaine vitesse de la pompe correspondant à la vitesse plafond du moteur que celui-ci ne doit pas dépasser, tout débit de la pompe cesse. En effet, lorsque la navette 8 redescend, de sa position haute jusqu'à la position où elle ferme la lumière 23a et ouvre la lumière 14a, la vitesse de descente de la navette est freinée par l'étrangle ment 24 à travers lequel doit s'écouler le combus tible refoulé par la navette lors de cette première partie de course descendante.
Si, par suite d'une augmentation de. la vitesse d'entraînement du pis ton 2 de la pompe, le temps que la navette met pour accomplir la susdite première partie de sa course descendante devient égal au temps que le piston de la pompe 2 met entre le début de sa course d'aspira tion (course descendante) et le début d'une nouvelle course de refoulement (course montante), le nouveau jet de combustible refoulé par le piston 2 empêche la navette 8 d'accomplir la deuxième partie de la course descendante, c'est-à-dire la partie pendant la quelle elle retombe, après la fermeture de la lumière 23a,
sur l'épaulement 11 et la navette remonte im médiatement dans le cylindre 7 sans avoir pu refouler du combustible à travers le canal 14 dans la cham bre 7b de ce cylindre.
La pompe représentée à la fig. 1, même si elle ne comporte que les éléments qui ont été décrits ci- dessus, permet donc une autorégulation du débit avec une vitesse plafond pour laquelle tout débit vers l'extérieur est arrêté.
Pour améliorer encore l'effet d'autorégulation, il est avantageux de faire varier encore, en fonction de la vitesse d'entraînement du piston 2 de la pompe, la longueur de la deuxième partie de la course des cendante de la navette 8, c'est-à-dire la longueur du trajet que la navette accomplit dans le sens descen dant dans le cylindre 7 après la fermeture de la lumière 23a et l'ouverture de la lumière 14a en ayant recours, dans la chambre 7a du cylindre 7, au phénomène dit de butée liquide tel qu'il a été décrit dans le brevet suisse No 351438. A cet effet, on prévoit, dans le canal 14, un étranglement 29, de préférence réglable à l'aide d'une vis-pointeau 30.
Il s'ensuit que le mouvement descendant de la navette 8, après la fermeture de la lumière 23a et l'ouverture de la lumière 14a, reste freiné par suite dudit étranglement 29. Il en résulte que la longueur de la deuxième partie de la course descendante de la navette 8, c'est-à-dire la course descendante que cette navette accomplit après la fermeture de la lu mière 23a et l'ouverture de la lumière 14a, -est d'au tant plus raccourcie et que la quantité de combus tible refoulée par la navette 8 de la chambre 7a dans la chambre 7b d'autant plus diminuée que la vitesse d'entraînement du piston 2 augmente au- dessus d'une vitesse donnée,
c'est-à-dire au-dessus de la vitesse pour laquelle la navette 8, par suite du freinage dû à l'étranglement 29, ne peut plus attein dre l'épaulement 11.
L'augmentation du vide dans la chambre 7b, lorsque la vitesse d'entraînement du piston de la pompe monte, va donc de pair avec une diminution du combustible refoulé par la navette dans cette même chambre 7b. On obtient donc une autorégula tion particulièrement efficace du débit de la pompe.
La finesse de cette autorégulation est donnée par les facteurs suivants Si on désigne par t1 le temps que la navette met pour descendre de sa position haute jusqu'au mo ment où elle ferme la lumière 23a et ouvre la lumière 14a, et si on désigne par t., le temps que la navette met, à partir de ce dernier moment jusqu'à son arrêt par la butée liquide, on obtient pour le temps total T de descente de la navette la formule T = t1 -!- t, .
De plus, on désigne par, & le temps entre le début de la course descendante du piston 2 et le début de la course ascendante consécutive de ce même piston. Pour la vitesse plafond le î# correspondant, appelé , & n, devient égal à t1.
Si pour la vitesse d'entrâmement du piston 2, pour laquelle la butée liquide commence juste à se former, le temps t1 est, par exemple, égal à quatre t2, on atteint la vitesse plafond pour une variation de î# égale à 1/s de la valeur que 0 avait juste au moment où la butée liquide commençait à se former. On aura donc un arrêt total de l'injection pour une variation de 20 9/o de la vitesse.
En fait, la limitation de la vitesse a lieu avant la coupure totale de l'in jection, l'injection d'une certaine quantité de com bustible étant nécessaire pour vaincre la force de frottement du moteur. Le rapport de 20% pourra même être inférieur à 15 % et on
aura une régula- tion toutes vitesses . On peut obtenir une régula tion fine à une valeur prédéterminée, même pendant le fonctionnement du moteur, en agissant, ou bien sur les étranglements, ou bien sur la force du res sort 9. Pour travailler à régulation constante, le moyen le plus simple est d'agir sur la vis 10 pour faire varier la tension du ressort 6, au lieu de tou cher aux vis-pointeaux 25 et 30 dont la commande devrait alors être conjuguée, ce qui serait plus diffi cile à réaliser.
Dans le dispositif représenté à la fig. 1, le même étranglement 24 sert, d'une part, à créer la pression dans la chambre 7a qui fait monter la navette 8 au-dessus de la position pour laquelle elle ouvre la lumière 23a et, d'autre part, à freiner le combus tible refoulé par la navette lorsqu'elle descend vers la position pour laquelle elle referme la lumière 23a. Cependant, dans certains cas, il est préférable de pré voir des étranglements différents agissant respecti vement pendant la montée de la navette dans le cylindre 7 et pendant la descente de la navette dans ce cylindre.
A cet effet, on pourrait évidemment prévoir des moyens qui, en fonction du mouvement de la navette, agissent sur un élément dont la posi tion détermine la section de l'étranglement. Il semble cependant plus avantageux d'avoir recours aux moyens représentés à la fig. 2 et selon laquelle le conduit de décharge 23 se divise en deux branches 31, 32 dont chacune comporte un étranglement dési gné respectivement par 33, 34, ces étranglements étant de préférence réglables, par exemple à l'aide de vis-pointeaux désignées respectivement par 35 et 36.
De plus, on commande ces deux branches 31, 32 du conduit de décharge par un tiroir 37 dépla- çable dans un cylindre 38, dans un sens par la pres sion qui règne dans le cylindre 1 de la pompe lors que son piston 2 accomplit sa course de refoulement et, dans l'autre sens, par un ressort antagoniste 39. Afin de faire agir la pression régnant dans le cylin dre 1 sur ledit tiroir, on relie l'extrémité inférieure du cylindre 38 par un conduit 40, au cylindre 1 à un endroit situé en amont du clapet 6.
On pratique, dans le tiroir 38, deux gorges 41 et 42 ou des canaux transversaux, à des endroits tels que, pour l'une des positions du tiroir (celle pour laquelle le combustible dans le cylindre 1 se trouve sous pression) la bran che 31 soit ouverte et la branche 32 soit fermée, tandis que, pour l'autre position finale du tiroir 37 (celle représentée dans les dessins) la branche 32 soit ouverte et la branche 31 soit fermée.
Selon une variante non représentée par les des sins, on pourrait réunir, en un seul tiroir, les deux tiroirs 3 8 et 15.
La pompe représentée sur la fig. 2 comporte encore un canal 48 dont l'une des extrémités est branchée sur le conduit 14 en un endroit situé entre le tiroir 15 et l'étranglement 29, et dont l'autre extrémité débouche dans le cylindre 7 à un endroit situé à une certaine distance au-dessus de la lumière 14a par laquelle le canal 14 débouche dans ce même cylindre. Ce canal peut être ouvert ou fermé, par exemple par une vis-pointeau 49 qui peut également servir à régler la section libre du canal 48. Pendant le fonctionnement normal de la pompe, le canal 48 est formée par la vis-pointeau 49.
Par contre, quand le canal 48 est ouvert, il assure, notamment pen dant le démarrage du moteur sur lequel est montée la pompe, un surdébit dont le volume peut être au maximum égal à une quantité ayant le diamètre du cylindre 7 et une hauteur axiale égale à la distance axiale entre la lumière 14a et la lumière 48a par laquelle le canal 48 débouche dans le cylindre 7.
Bien entendu, à la place du canal 48, on peut appliquer aux pompes décrites d'autres dispositifs de surdébit, par exemple ceux décrits dans le brevet No 351438.
Selon une variante et pour améliorer encore l'effet d'autorégulation, on peut s'arranger pour que certains étranglements, au lieu d'être fixes bien qu'ajustables (voir fig. 1 et 2) subissent une modi fication de leur section afin de provoquer une varia tion de la perte de charge. A cet effet et pour ce qui est des étranglements des branches de décharge 31, 32, il semble particulièrement avantageux d'avoir recours à un mouvement temporisé du tiroir 37 afin de provoquer une fermeture progressive des conduits à la commande desquels il sert.
Dans la variante représentée à la fig. 3, la fer meture progressive par le tiroir 37 ne s'applique qu'à la branche 31 qui alors n'a plus besoin de l'étran glement fixe et ajustable 33, tandis que la branche 32 a conservé l'étranglement 34, ajustable par la vis-pointeau 36.
Afin d'obtenir une fermeture progressive de la section de la branche 31 par les sections conjuguées de cette branche et la gorge 41 du tiroir 37, on munit ce tiroir d'une tige 43 qui bute contre un chapeau 44 appliqué par un ressort 45 contre une base 46 après que le tiroir 41 a parcouru, sous l'effet du combustible comprimé dans le cylindre 1 de la pompe, une course<I>b</I> -h <I>d (d</I> étant égal à la hauteur du conduit 31) juste suffisante pour que la paroi supérieure de la gorge 41 effleure la partie supérieure de la paroi du conduit 31 et a assuré ainsi, au début l'ouverture complète de ce conduit.
On comprend que les sections conjuguées desdits gorges et conduits se masquent ensuite progressive ment en fonction, d'une part, de la pression qui règne dans le cylindre 1 de la pompe et dans le conduit 40 qui relie ce cylindre au tiroir 37 du cylindre 38, et, d'autre part, de la compression du ressort 45.
En donnant auxdites sections conjuguées des for mes appropriées, on peut réaliser toutes valeurs vou lues pour la variation de la perte de charge, perte due à l'étranglement produit par ces sections. C'est ainsi qu'on peut obtenir que la perte de charge augmente comme une puissance plus grande que DEUX de la vitesse. On peut, par exemple, faci lement atteindre la puissance QUATRE .
Au lieu de rendre progressive la fermeture des sections conjuguées par le ressort 45 dont la tension est d'ailleurs avantageusement réglable à l'aide d'une vis 47, on peut aussi freiner le mouvement du tiroir 37 par un liquide qui serait, dans ce cas, refoulé par le chapeau 44 agissant en tant que piston à travers un étranglement éventuellement réglable.
<B> Reciprocating pump </B> The subject of the invention is a reciprocating pump, for example a fuel pump, this pump comprising an auxiliary piston capable of moving under the effect of the liquid delivered by the main piston of the pump and against a return force, in an auxiliary cylinder divided by the auxiliary piston into two chambers, the first connected to the main cylinder in which the main piston of the pump works and the second communicating with the delivery pipe the pump fitted with a non-return valve,
this pump being charac terized in that the two chambers are in communication with one another via a duct which bypasses the auxiliary piston at least for certain positions thereof, a shutter member interposed in this bypass duct being controlled in such a way in synchronism with the main piston that it closes said bypass duct during the delivery stroke of the main piston,
and in that a discharge duct which opens into the auxiliary cylinder at a point intermediate its length and which communicates with the aforesaid first chamber when the auxiliary piston has completed a certain stroke in the auxiliary cylinder, is provided with at least one throttle, while a second discharge conduit is placed in communication, by the auxiliary piston, with the second chamber at the same time when the first discharge conduit is placed in communication with the first chamber,
the lumen through which the bypass duct opens into the second chamber being disposed at a location such that this lumen is closed when said discharge conduits are open.
The appended drawing shows, by way of example, several embodiments of the invention.
Fig. 1 shows, in axial section, the essential parts of a fuel injection pump constituting the first embodiment. Fig. 2 shows, also in axial section, the essential elements of an injection pump even more perfected than that shown in FIG. 1 and constituting the second embodiment.
Fig. 3, finally, shows a variant of the means causing the constriction of the discharge duct. The reciprocating pumps shown are fuel injection pumps (diesel, gasoline, etc.) for internal combustion engines. The pump shown in fig. 1 comprises a main cylinder 1 in which works a main piston 2 driven by means not shown, for example by a cam. In the cylinder 1 opens a supply duct 4 through a port 3, this port 3 being unmasked when the piston 2 is at its bottom dead center (or outside) shown in the drawing.
With the main cylinder 1 of the common pump, - via a conduit. 5 comprising a non-return valve 6, the lower chamber 7a of a cylinder 7 in which an auxiliary piston called , below, shuttle 8 which divides the cylinder 7 into two chambers <I> 7a </I> and <I> 7b. </I> In the upper chamber 7b is housed an antagonist spring 9 whose tension is preferably adjustable by means of a screw 10 and which seeks to maintain or bring back the shuttle 8 in its rest position for which the shuttle is applied against a shoulder 11 presented by the lower end of the cylinder 7.
From the chamber 7b of cylinder 7, advantageously, lying on its side wall in the vicinity of its upper end, starts a discharge duct 12 comprising a non-return valve 13 and connected to the injector or to the injectors to be supplied by the pump in question.
In addition, the chamber 7a is connected to the chamber 7b by a duct 14 which, at least for certain positions of the shuttle 8, bypasses the latter and which is controlled by a slide 15 or a similar member in such a way that it is closed during the delivery stroke (up stroke) of the main piston 2 of the pump and that it is open during the suction stroke (down stroke) of this piston and possibly during the period when the piston 2 is stopped at its outside dead point (position shown in the figures).
So that the spool 15 can act in this way, it is arranged in a cylinder 16 which, at one of its ends, communicates, via a duct 17 and at a place located upstream of the non-stop valve. -return 6, with the interior of the main cylinder 1 of the pump.
In addition, at the other end of cylinder 16, there is a res out 18, the setting of which is preferably less than that of the return spring 19 of the valve 6 and which tends to maintain the spool 15 in a position for which this spool is applied against a shoulder 20 and opens the duct 14 by means of a groove 21 or a transverse channel machined in the drawer 15. The opposite final position of the drawer 15 is determined by the application of a stop 22 against the bottom of the cylinder 16.
The duct 14 can open into the chamber 7a of the cylinder 7, or else below the shoulder 11 determining the rest position of the shuttle 8, or else immediately above this shoulder. In the latter case, the shuttle 8, when it is in its rest position, closes the lumen through which the duct 14 opens into the chamber 7a (see the figures).
On the cylinder 7 is still connected, at a distance a above the shoulder 11, a discharge duct 23 which discharges the chamber 7a of the cylinder 7, when the shuttle 8 is raised in the cylinder 7 by a length sufficient to uncover the opening 23a through which the discharge duct 23 opens into the cylinder 7.
Said discharge conduit 23 comprises a throttle 24, preferably adjustable, for example using a needle screw 25. In addition, it is ensured that the shuttle 8, as soon as it opens the discharge conduit 23, closes the opening 14a through which the duct 14 opens into the chamber 7b of the cylinder 7 and at the same time discharges this chamber. For this purpose, the slot 14a is located at a distance also equal to a above the shuttle 8 when the latter is applied against the shoulder 11.
So that the shuttle 8 unloads the chamber 7b at the moment when it opens the port 23a and when it closes the port 14a, it is made, on the one hand, in the shuttle 8, a channel 26, one of the ends of which opens into the upper surface of the shuttle and the other end of which opens, through a slot 26a, into the side wall of the shuttle and, on the other hand, into the body of the pump, a discharge duct 27 provided with a valve non-return valve 27a and which opens into cylinder 7 via a longitudinal groove 28,
the lower end of this groove being at a distance a above the lumen 26a when the shuttle 8 is applied against the shoulder 11, while the groove maintains communication between the conduits 26 and 27, once the discharge started.
The operation of the pump comprising the elements which have just been indicated (excluding certain additional elements shown in fig. 1 but which are described later) is as follows: When the main piston 2 of the pump rises , from its bottom dead center upwards, in its cylinder 1, it closes the port 3 of the supply duct 4 and pressurizes the fuel contained in the cylinder 1. As a result of this pressurization, the drawer 15 is moved upwards and closes the duct 14.
Then, the fuel re-trampled by the piston 2, during its delivery stroke (upstroke), moves the shuttle 8 in the cylinder 7 at least until the vessel 8 discovers the light 23a.
If the throttle 24 did not exist or if it was, following the withdrawal of the needle 25, wide open, the shuttle 8 would stop immediately after opening the discharge pipe 23 and stop in this position. , the excess fuel still delivered by the piston 2 which has not yet completed its upward stroke at this time, then escaping through the duct 23.
At the moment when the main piston 2 of the pump begins its movement of ashes, the drawer 15 being pushed back towards its shoulder 20 and thus opening the conduit 14, the shuttle 8 could then immediately close the port 23a, descend into the cylinder 7 and discharging the fuel, which is in the chamber 7a, through the conduit 14 into the chamber 7b from where this same quantity of fuel would be discharged by the vessel through. the delivery pipe 12 to the injectors during the next ascent of piston 2 and shuttle 8. There would be no self-regulation of the flow.
The operation is however different when the duct 23 has a sufficiently large constriction 24. Then the shuttle 8 does not stop during its upward movement as soon as it has opened the port 23a of the exhaust duct 23 but continues, after having discharged the chamber 7b from the cylinder 7, via the ducts 26 and 27, and after having closed the opening 14a of the duct 14, its upward movement by a length the importance of which depends on the driving speed of the piston 2 of the pump, which speed itself is a function of the speed of the pump. engine on which the injection pump in question is mounted.
In fact, as a result of the constriction 24, the chamber 7a remains subjected to a certain pressure practically until the moment when the piston 2 has reached its highest position (internal dead center) in the cylinder 1, while that the chamber 7b is brought to atmospheric pressure via the conduits 26 and 27.
We know that a constriction creates a pressure drop which increases as a power, greater than ONE, of the speed.
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<U> speed <SEP> of <SEP> the <SEP> shuttle <SEP> 8 </U>
<tb> The <SEP> report <SEP> increases
<tb> speed <SEP> of <SEP> piston <SEP> 2 therefore at all points of the stroke when the speed of piston 2 increases and the path traveled by shuttle 8 therefore increases for a given stroke of piston 2 when speed of the latter grows. Consequently, the shuttle 8 will rise all the higher above the lumen 23a in the auxiliary cylinder 7 as the driving speed of the piston 2 increases.
By rising in the cylinder 7 above the level of the port 23a, the shuttle delivers, into the tank, through the conduits 26 and 27, an amount of fuel which is proportional to the length of the stroke of the shuttle at- beyond the position for which it opened the port 23. On going back down, when the piston 2 itself goes down again, the shuttle therefore first creates a corresponding vacuum in the chamber 7b. In addition, during its descent, the shuttle 8 delivers the fuel locked in the chamber 7a, through the discharge duct 23, until the moment when it closes, on the one hand, the light 23a and opens, on the other hand. hand, light 14a.
Let us suppose that the driving speed of the piston 2 of the pump, and consequently the speed of the motor on which this pump is mounted, are lower than a determined ceiling speed which will be discussed below, the shuttle, after having closed the slot 23a and opened the slot 14a, re suddenly falls on the shoulder 11 by pushing a quantity of fuel, corresponding to the stroke a, through the duct 14, into the chamber 7b.
This quantity of fuel must first fill the void which has formed above the shuttle 8 in the latter chamber, the size of which depends on the length of stroke with which the shuttle has exceeded, during its ascent. previous, the position for which it opened the discharge duct 23, and only the difference between the quantity corresponding to the stroke a and the quantity corresponding to this vacuum is actually discharged out of the pump through the discharge pipe 12 towards the injector or injectors.
As a result, the latter quantity is at least as much smaller as the driving speed of the udder 2 is greater and that the rise of the shuttle 8 in the cylinder 7 is greater.
There is therefore self-regulation of the pump flow as a function of the speed.
In addition, from a certain pump speed corresponding to the ceiling speed of the motor which the latter must not exceed, all pump flow ceases. Indeed, when the shuttle 8 goes down, from its high position to the position where it closes the port 23a and opens the port 14a, the speed of descent of the shuttle is slowed down by the constriction 24 through which must s 'run off the fuel discharged by the shuttle during this first part of the downstroke.
If, as a result of an increase in. the driving speed of pump 2 of the pump, the time that the shuttle takes to complete the aforesaid first part of its downward stroke becomes equal to the time that the piston of pump 2 takes between the start of its suction stroke tion (downstroke) and the start of a new discharge stroke (upstroke), the new jet of fuel delivered by piston 2 prevents shuttle 8 from completing the second part of the downstroke, i.e. - say the part during which it falls, after closing the light 23a,
on the shoulder 11 and the shuttle rises immediately in the cylinder 7 without having been able to discharge fuel through the channel 14 into the chamber 7b of this cylinder.
The pump shown in fig. 1, even if it only comprises the elements which have been described above, therefore allows self-regulation of the flow with a ceiling speed for which all flow to the outside is stopped.
To further improve the self-regulating effect, it is advantageous to further vary, depending on the driving speed of the piston 2 of the pump, the length of the second part of the ash stroke of the shuttle 8, c 'that is to say the length of the path that the shuttle completes in the descending direction in the cylinder 7 after the closing of the port 23a and the opening of the port 14a by having recourse, in the chamber 7a of the cylinder 7, the so-called liquid stop phenomenon as described in Swiss patent No. 351438. For this purpose, a throttling 29 is provided in channel 14, preferably adjustable using a needle screw 30 .
It follows that the downward movement of the shuttle 8, after the closing of the port 23a and the opening of the port 14a, remains braked as a result of said constriction 29. As a result, the length of the second part of the stroke descending of the shuttle 8, that is to say the downward stroke that this shuttle performs after the closing of the light 23a and the opening of the light 14a, -is at all the more shortened and that the quantity of fuel delivered by the shuttle 8 from the chamber 7a into the chamber 7b all the more reduced as the driving speed of the piston 2 increases above a given speed,
that is to say above the speed at which the shuttle 8, as a result of the braking due to the constriction 29, can no longer reach the shoulder 11.
The increase in the vacuum in the chamber 7b, when the driving speed of the pump piston rises, therefore goes hand in hand with a reduction in the fuel delivered by the shuttle into this same chamber 7b. Particularly effective self-regulation of the pump flow rate is therefore obtained.
The fineness of this self-regulation is given by the following factors If we denote by t1 the time it takes for the shuttle to descend from its high position until the moment when it closes the port 23a and opens the port 14a, and if we designate by t., the time that the shuttle takes, from this last moment until it stops by the liquid stop, we obtain for the total time T of descent of the shuttle the formula T = t1 -! - t,.
In addition,, & denote the time between the start of the downward stroke of piston 2 and the start of the consecutive upward stroke of this same piston. For the ceiling speed the corresponding î #, called, & n, becomes equal to t1.
If for the starting speed of piston 2, for which the liquid stop is just starting to form, the time t1 is, for example, equal to four t2, the ceiling speed is reached for a variation of î # equal to 1 / s from the value 0 had just as the liquid stopper began to form. There will therefore be a total stop of the injection for a variation of 20% of the speed.
In fact, the speed limitation takes place before the injection is completely cut off, the injection of a certain quantity of fuel being necessary to overcome the frictional force of the engine. The 20% ratio may even be less than 15% and we
will have all-speed control. It is possible to obtain a fine regulation to a predetermined value, even during the operation of the engine, by acting, either on the constrictions, or on the force of the spring 9. To work with constant regulation, the simplest means is to act on the screw 10 to vary the tension of the spring 6, instead of touching the needle screws 25 and 30, the control of which would then have to be combined, which would be more difficult to achieve.
In the device shown in FIG. 1, the same constriction 24 serves, on the one hand, to create the pressure in the chamber 7a which causes the shuttle 8 to rise above the position for which it opens the port 23a and, on the other hand, to brake the Combus tible pushed back by the shuttle when it descends to the position for which it closes the port 23a. However, in certain cases, it is preferable to provide for different constrictions acting respectively during the ascent of the shuttle in the cylinder 7 and during the descent of the shuttle in this cylinder.
For this purpose, it would obviously be possible to provide means which, depending on the movement of the shuttle, act on an element whose position determines the section of the constriction. However, it seems more advantageous to have recourse to the means shown in FIG. 2 and according to which the discharge duct 23 is divided into two branches 31, 32, each of which comprises a constriction denoted respectively by 33, 34, these constrictions being preferably adjustable, for example by means of needle screws denoted respectively by 35 and 36.
In addition, these two branches 31, 32 of the discharge duct are controlled by a slide 37 movable in a cylinder 38, in one direction by the pressure which prevails in the cylinder 1 of the pump when its piston 2 performs its operation. delivery stroke and, in the other direction, by an antagonist spring 39. In order to make the pressure prevailing in the cylinder dre 1 act on said slide, the lower end of the cylinder 38 is connected by a duct 40, to the cylinder 1 at a location upstream of the valve 6.
We practice, in the drawer 38, two grooves 41 and 42 or transverse channels, at places such that, for one of the positions of the drawer (that for which the fuel in cylinder 1 is under pressure) the branch 31 is open and branch 32 is closed, while, for the other final position of slide 37 (that shown in the drawings) branch 32 is open and branch 31 is closed.
According to a variant not represented by the sins, one could combine, in a single drawer, the two drawers 38 and 15.
The pump shown in fig. 2 also comprises a channel 48, one end of which is connected to the conduit 14 at a location located between the spool 15 and the constriction 29, and the other end of which opens into the cylinder 7 at a location located at a certain point. distance above the lumen 14a through which the channel 14 opens into this same cylinder. This channel can be opened or closed, for example by a needle screw 49 which can also be used to adjust the free section of the channel 48. During normal operation of the pump, the channel 48 is formed by the needle screw 49.
On the other hand, when the channel 48 is open, it ensures, in particular during the starting of the engine on which the pump is mounted, an overflow whose volume can be at most equal to a quantity having the diameter of cylinder 7 and an axial height equal to the axial distance between the slot 14a and the slot 48a through which the channel 48 opens into the cylinder 7.
Of course, instead of channel 48, it is possible to apply to the pumps described other overflow devices, for example those described in patent No. 351438.
According to a variant and to further improve the self-regulation effect, it is possible to arrange for certain constrictions, instead of being fixed although adjustable (see fig. 1 and 2), undergo a modification of their section in order to cause a variation in the pressure drop. For this purpose and as regards the constrictions of the discharge branches 31, 32, it seems particularly advantageous to have recourse to a timed movement of the spool 37 in order to cause a gradual closing of the conduits for the control of which it is used.
In the variant shown in FIG. 3, the progressive meture closing by the drawer 37 only applies to the branch 31 which then no longer needs the fixed and adjustable screen 33, while the branch 32 has retained the constriction 34, adjustable by the needle screw 36.
In order to obtain a progressive closing of the section of the branch 31 by the combined sections of this branch and the groove 41 of the drawer 37, this drawer is provided with a rod 43 which abuts against a cap 44 applied by a spring 45 against a base 46 after the slide 41 has traveled, under the effect of the compressed fuel in the cylinder 1 of the pump, a stroke <I> b </I> -h <I> d (d </I> being equal at the height of the duct 31) just sufficient for the upper wall of the groove 41 to brush against the upper part of the wall of the duct 31 and thus ensured, at the start, the complete opening of this duct.
It will be understood that the combined sections of said grooves and ducts are then gradually masked as a function, on the one hand, of the pressure which prevails in the cylinder 1 of the pump and in the duct 40 which connects this cylinder to the slide 37 of the cylinder 38 , and, on the other hand, the compression of the spring 45.
By giving said conjugate sections appropriate shapes, any desired values can be achieved for the variation of the pressure drop, loss due to the constriction produced by these sections. This is how we can get the pressure drop to increase as a power greater than TWO of the speed. One can, for example, easily reach the power FOUR.
Instead of making the closing of the combined sections progressive by the spring 45, the tension of which is moreover advantageously adjustable by means of a screw 47, it is also possible to slow down the movement of the spool 37 by a liquid which would be, in this case, discharged by the cap 44 acting as a piston through a possibly adjustable throttle.