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Perfectionnements à la commande des dispositifs d'injection .de combustible pour moteurs à combustion interne à injection de combustible liquide et allumage par compression.
La présente invention concerne la commande des dis- positifs d'injection de combustible pour les moteurs à com- bustion interne à injection de combustible liquide et allu- mage par compression destinés à tourner à des vitesses va- riables, par exemple les moteurs d'automobiles ou d'automo- trices, et son but est d'améliorer le fonctionnement des mo- teurs de ce genre.
A cet effet selon la présente invention, on munit ,un moteur à combustion interne à injection de combustible li-
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quide et allumage par compression, d'un régulateur sensible aux variations de vitesse du moteur, qui commande le réglage du moment d'injection indépendamment des changements dans la quantité de combustible injecté.
Jusqu'à présent l'avance ou le retard à l'injection était réglé soit à la main par le conducteur, soit en reli- ant la commande du réglage du moment d'injection à l'organe qu'il faut déplacer pour modifier la vitesse du moteur. Dans ces deux cas ce réglage ne correspond pourtant pas exactement aux variations de vitesse du moteur comme dans la disposition selon la présente invention.
Celle-ci assure la simultanéité du réglage du moment de l'injection du combustible et des variations de vitesse du moteur de telle sorte que ce réglage soit modifié automatiquement en même temps que et dans une mesure correspondant aux variations de vitesse du moteur et qu'il soit donc adapté à tout instant aussi parfaitement que possible à la vitesse du moteur à l'instant considéré, tan- dant à éviter ainsi les détonations, les combustions incomplè- tes, les heurts et les bruits en particulier lors des accélé- rations et des ralentissements.
Le choix du mécanisme de réglage du moment de l'in- jection du combustible, commandé par un régulateur sensible aux variations de vitesse, dépend du genre de pompe d'injec- tion employée; mais, dans un mode de réalisation avantageux, cette pompe comprend des organes entraîneurs et des organes entraînés, déplaçables les uns par rapport aux autres pour régler le moment d'injection et, dans ce cas, le régulateur agit au moyen de mécanismes appropriés pour faire varier la position relative des organes entraîneurs et entraînés de la pompe selon les variations de vitesse du moteur.
On peut rendre la disposition telle que la variation du moment d'injection soit sensiblement proportionnelle aux changements de vitesse du moteur, pour toutes les vitesses
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usuelles de celui-ci, ou bien on peut aussi faire en sorte que la variation du moment d'injection pour une variation de vitesse donnée aux basses allures du moteur soit plus grande ou plus faible que celle provoquée par la même variation de vitesse aux grandes allures. On peut, en somme, faire varier le moment d'injection en fonction des variations de vitesse de' manière à procurer entre ces deux variables une relation d'après une courbe ou une loi voulue quelconque, en choisis- sant convenablement les caractéristiques du régulateur et du réglage du moment d'injection.
Le régulateur est de préférence monté de manière à régler le moment d'injection du combustible sensiblement pour toute la gamme des vitesses normales du moteur. On peut transmettre le mouvement du régulateur à l'organe faisant va- rier le moment d'injection par l'intermédiaire d'une trans- mission mécanique directe ou au moyen d'un relais hydraulique ou autre.
On peut réaliser l'invention de diverses manières, dont l'une est représentée d'une manière quelque peu schéma- tique, moitié en vue de côté et moitié en coupe, sur le des- sin annexé.
Dans cette construction, l'appareil comprend un ré- gulateur centrifuge, entraîné par le moteur, qui comporte des poids sous forme de billes A logées dans des rainures ou che- mins de roulement à la surface interne d'un godet tournant A1 monté sur l'arbre A2 qui est entraîné par le moteur, par exemple.au moyen des engrenages: B, B1 B2 qui relient cet arbre à l'organe tournant C de la pompe d'injection du com- bustible. Les billes A sont maintenues dans leurs chemins de roulement. par la pression de la face d'un disque D qui coulisse sur le manchon Dl entourant l'arbre A2 et est près-
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sé contre les billes A par une extrémité du ressort D2, dont l'autre extrémité porte contre l'organe de butée D3 relié à l'arbre A2 par l'intermédiaire du palier de butée D4.
Le disque D est connecté au bras E d'un levier coudé articulé en E2, de telle manière que le déplacement axial du disque D provoque l'oscillation du levier coudé autour de son pivot d'articulation E'. On relie l'autre bras E2 de ce levier coudé à la soupape de commande F d'un relais hydraulique qui transmet les mouvements du levier E, E' au mécanisme de com- mande du moment d'injection de la pompe à combustible.
Le relais hydraulique comprend un cylindre G fermé aux deux extrémités dans lequel peut coulisser un piston à double effet G1, percé axialement pour le passage de la sou- pape de commande F, qui a la forme d'un fourreau de distri- bution. Le piston G1 est muni, à peu près au milieu de son alésage axial, d'un évidement annulaire ou chambre G2 constam- ment en communication, par un canal radial G3, avec une cham- bre G4 en forme de fente ménagée dans la surface externe du piston, dans laquelle le fluide sous pression arrive par la conduite H passant à travers la paroi du cylindre de manière à alimenter constamment de fluide sous pression la chambre annulaire G2.
La soupape de commande creuse F présente extérieure- ment deux rainures longitudinales permettant le passage du fluide de la chambre annulaire G2 respectivement vers les deux chambres de pression G5 et G6 aux extrémités opposées du cylindre G. On voit que la distance axiale entre les extré- mités intérieures dès deux rainures F et F2 est sensiblement égale à la longueur axiale de la chambre annulaire G2, de sorte que dans la position dessinée la communication entre les extrémités intérieures de ces deux rainures et la chambre - annulaire est juste coupée.
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On prévoit aussi deux lumières d'échappement F3 et F4 qui communiquent avec l'intérieur de la soupape F, ainsi qu'une ou plusieurs lumières d'échappement F5 à l'ex- trémité supérieure de cette soupape. Dans la position des- sinée de la soupape, la communication entre les lumières F3, F4 et les chambres G5 et G6 est juste interrompue.
Avec cette disposition on voit que dans la position normale de la soupape de commande F et du piston G1, ce der- nier est au repos . Quand la soupape est déplacée axialement par le régulateur, dans une ou l'autre direction, une des deux rainures F1 F2 est mise en communication avec la cham- bre annulaire G2 pour permettre l'écoulement du liquide sous pression de cette chambre dans une extrémité du cylindre, tandis qu'une des lumières de décharge F3 F4 communique alors avec l'autre extrémité du cylindre et permet au fluide de s'en échapper par la soupape F et les lumières F5.
Il en ré- sulte un déplacement axial du piston Gl correspondant à celui de la soupape F jusqu'au moment où le piston occupe de nou- veau, par rapport à la soupape, une position telle que la communication des rainures F', F2 avec la chambre annulaire G soit juste coupée et que les lumières F3 et F4 soient fermées.
Le piston G' agit sur une des extrémités d'un le- vier coudé articulé en J',l'autre extrémité étant connectée au manchon K qui forme un accouplement entre l'organe L, entrainé par le moteur, et l'organe rotatif C, qui est par exemple l'arbre à came de la pompe d'injection de combusti- ble.
Le manchon K est formé et disposé de façon que son déplacement axial occasionne une certaine rotation relative des organes L et C qui fait varier le réglage du moment d'in-'
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jection de la pompe à combustible par rapport à l'arbre vile- brequin du moteur. Ainsi le manchon K peut être en prise avec un de ces organes, par exemple avec L, de manière à permettre un déplacement longitudinal mais pas de rotation, tandis que l'organe C présente une ou plusieurs rainures hélicoïdales C1, avec lesquelles sont en prise une ou plusieurs saillies faisant corps avec le manchon ou montée sur lui de manière que le déplacement longitudinal du manchon le long de l'organe C provoque une rotation de celui-ci par rapport à l'organe L par suite de l'action de la ou des saillies coulissant dans les rainures hélicoïdales.
On peut établir la liaison entre le manchon K et le levier coudé J de manière connue au moyen d'une fourche de l'extrémité de ce levier coudé, en prise avec la gorge circonférentielle K' du manchon.
Le profil interne du chemin de roulement radial dans le godet A1 par un plan radial à l'axe de rotation peut varier, mais il est avantageux qu'il soit tel qu'un déplacement axial croissant progressivement pour un déplacement radial donné soit obtenu lorsque les billes se déplacent vers l'extérieur sous l'effet de la force centrifuge, de telle sorte que la varia- tion du réglage du moment d'injection de la pompe à combusti- ble pour un changement donné de la vitesse du moteur soit sen- siblement constante dans toute la gamme des vitesses usuelles du moteur.
Il est bien entendu que la construction représentée sur le dessin est donnée uniquement à titre d'exemple, et que la forme de régulateur employé, l'organe d'entraînement et les autres détails de construction peuvent être modifiés'! sans sortir du cadre de l'invention. De plus, le changement au ré- glage du moment d'injection peut être réalisé de diversesautres manières selon les besoins et le genre de pompe employé. On peut par exemple faire varier le moment d'injection par le ré-
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glage d'une soupape commandant le début de la partie efficace de la course de débit du piston de la pompe.
REVENDICATIONS
1) Moteur à combustion interne à vitesse variable, à injection de combustible liquide et allumage par compres- sion, caractérisé par un régulateur sensible aux variations de vitesse du moteur, qui commande le réglage du moment d'in- jection du combustible indépendamment des variations de la quantité de combustible injecté.
2) Moteur à combustion interne suivant la revendi- cation 1,caractérisé en ce que le mécanisme d'entraînement de la pompe d'injection du combustible comporte des organes entraîneurs et des organes entraînés qui sont réglables les uns par rapport aux autres pour faire varier le réglage du moment d'injection suivant les déplacements du régulateur.
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Improvements to the control of fuel injection devices for internal combustion engines with injection of liquid fuel and compression ignition.
The present invention relates to the control of fuel injection devices for internal combustion engines with liquid fuel injection and compression ignition intended to run at variable speeds, for example gasoline engines. automobiles, and its purpose is to improve the operation of such engines.
For this purpose according to the present invention, an internal combustion engine with fuel injection is provided.
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quide and compression ignition, a regulator sensitive to variations in engine speed, which controls the adjustment of the injection moment independently of changes in the quantity of fuel injected.
Until now, the injection advance or delay has been adjusted either manually by the driver, or by connecting the injection timing control command to the component which must be moved to modify the injection timing. engine speed. In these two cases, however, this adjustment does not correspond exactly to the variations in engine speed as in the arrangement according to the present invention.
This ensures the simultaneity of the adjustment of the time of fuel injection and of the variations in engine speed so that this adjustment is modified automatically at the same time as and to an extent corresponding to the variations in engine speed and that it is therefore adapted at all times as perfectly as possible to the speed of the engine at the instant considered, thus avoiding detonations, incomplete combustions, collisions and noises, in particular during acceleration and slowdowns.
The choice of the fuel injection timing adjustment mechanism, controlled by a speed-sensitive regulator, depends on the type of injection pump used; but, in an advantageous embodiment, this pump comprises driving members and driven members, movable relative to each other to adjust the moment of injection and, in this case, the regulator acts by means of suitable mechanisms to make vary the relative position of the driving and driven members of the pump according to the variations in engine speed.
The arrangement can be made such that the variation of the injection moment is substantially proportional to the changes in engine speed, for all speeds.
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of the latter, or it is also possible to ensure that the variation of the injection moment for a given speed variation at low engine speeds is greater or less than that caused by the same speed variation at high speeds. paces. In short, the injection moment can be varied as a function of the speed variations so as to provide a relation between these two variables according to any desired curve or law, by suitably choosing the characteristics of the regulator. and adjusting the injection moment.
The governor is preferably mounted to adjust the timing of fuel injection substantially over the full range of normal engine speeds. The movement of the regulator can be transmitted to the member for varying the injection moment by means of a direct mechanical transmission or by means of a hydraulic relay or the like.
The invention may be carried out in various ways, one of which is shown somewhat schematically, half in side view and half in section, in the accompanying drawing.
In this construction, the apparatus comprises a centrifugal governor, driven by the motor, which has weights in the form of balls A housed in grooves or raceways on the internal surface of a rotating bucket A1 mounted on the shaft A2 which is driven by the engine, for example by means of the gears: B, B1 B2 which connect this shaft to the rotating member C of the fuel injection pump. The balls A are held in their raceways. by the pressure of the face of a disc D which slides on the sleeve Dl surrounding the shaft A2 and is close to
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Sé against the balls A by one end of the spring D2, the other end of which bears against the thrust member D3 connected to the shaft A2 by means of the thrust bearing D4.
The disc D is connected to the arm E of an elbow lever articulated at E2, in such a way that the axial displacement of the disc D causes the oscillation of the elbow lever around its articulation pivot E '. The other arm E2 of this bent lever is connected to the control valve F of a hydraulic relay which transmits the movements of the lever E, E 'to the mechanism for controlling the injection moment of the fuel pump.
The hydraulic relay comprises a cylinder G closed at both ends in which can slide a double-acting piston G1, axially drilled for the passage of the control valve F, which has the shape of a distribution sleeve. The piston G1 is provided, approximately in the middle of its axial bore, with an annular recess or chamber G2 constantly in communication, by a radial channel G3, with a chamber G4 in the form of a slot formed in the surface external piston, in which the pressurized fluid arrives through line H passing through the wall of the cylinder so as to constantly supply pressurized fluid to the annular chamber G2.
The hollow control valve F has on the outside two longitudinal grooves allowing the passage of the fluid from the annular chamber G2 respectively to the two pressure chambers G5 and G6 at the opposite ends of the cylinder G. It can be seen that the axial distance between the ends mites interior from two grooves F and F2 is substantially equal to the axial length of the annular chamber G2, so that in the position drawn the communication between the inner ends of these two grooves and the chamber - annular is just cut.
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There are also two exhaust ports F3 and F4 which communicate with the interior of the valve F, as well as one or more exhaust ports F5 at the upper end of this valve. In the designed position of the valve, communication between ports F3, F4 and chambers G5 and G6 is just interrupted.
With this arrangement it can be seen that in the normal position of the control valve F and of the piston G1, the latter is at rest. When the valve is moved axially by the regulator, in either direction, one of the two grooves F1 F2 is brought into communication with the annular chamber G2 to allow the flow of the pressurized liquid from this chamber into one end. of the cylinder, while one of the discharge ports F3 F4 then communicates with the other end of the cylinder and allows the fluid to escape from it through the valve F and the ports F5.
This results in an axial displacement of the piston Gl corresponding to that of the valve F until the moment when the piston again occupies, with respect to the valve, a position such that the communication of the grooves F ', F2 with the annular chamber G is just cut and that the lights F3 and F4 are closed.
The piston G 'acts on one end of an elbow lever articulated in J', the other end being connected to the sleeve K which forms a coupling between the member L, driven by the motor, and the rotary member. C, which is for example the camshaft of the fuel injection pump.
The sleeve K is formed and arranged so that its axial displacement causes a certain relative rotation of the members L and C which varies the adjustment of the moment of insertion.
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jection of the fuel pump in relation to the crankshaft of the engine. Thus the sleeve K can be engaged with one of these members, for example with L, so as to allow a longitudinal displacement but not of rotation, while the member C has one or more helical grooves C1, with which are engaged one or more projections integral with the sleeve or mounted on it so that the longitudinal displacement of the sleeve along the member C causes a rotation of the latter with respect to the member L as a result of the action of the or projections sliding in the helical grooves.
The connection can be established between the sleeve K and the elbow lever J in a known manner by means of a fork at the end of this elbow lever, in engagement with the circumferential groove K 'of the sleeve.
The internal profile of the radial raceway in the bucket A1 by a plane radial to the axis of rotation can vary, but it is advantageous that it is such that a progressively increasing axial displacement for a given radial displacement is obtained when the balls move outwards under the effect of centrifugal force, so that the variation of the fuel pump injection moment setting for a given change in engine speed is noticeable. sibly constant throughout the range of usual engine speeds.
It is understood that the construction shown in the drawing is given by way of example only, and that the form of regulator employed, the drive member and other construction details may be changed! without departing from the scope of the invention. In addition, the change in the timing of injection can be made in various other ways depending on the needs and the kind of pump employed. One can for example vary the time of injection by the re-
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slipping of a valve controlling the start of the effective portion of the pump piston flow stroke.
CLAIMS
1) Internal combustion engine with variable speed, injection of liquid fuel and compression ignition, characterized by a regulator sensitive to variations in engine speed, which controls the adjustment of the fuel injection moment independently of the variations the quantity of fuel injected.
2) Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the drive mechanism of the fuel injection pump comprises drive members and driven members which are adjustable relative to each other to vary the adjustment of the injection moment according to the movements of the regulator.
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