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Perfectionnements aux régulateurs pour moteurs à com- bustion interne, ----oo0oo----
La présente invention est relative au type de régulateur pour moteurs à combustion interne qui permet de conserver automatiquement, sous des charges variables, une vitesse du moteur à peu près constante.
L'invention a d'abord pour but de simplifier. et de perfectionner le type de régulateur pour mo- teurs à combustion interne combiné avec la soupape d'admission principale et comprenant une soupape ré- gulatrice et un dispositif actionné par la différence
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qui existe entre, d'une part, la pression qui règne dans le conduit reliant la soupape régula- trice et la canalisation d'admission et, d'autre part, la pression atmosphérique, de manière à déplacer la soupape régulatrice en question vers sa position de fermeture, A cet effet,
l'inven- tion comprend un régulateur du type précité dans lequel la résistance due au frottement qui s'op- pose au déplacement de la soupape régulatrice dans une direction ou dans l'autre se trouve sensible- ment éliminée grâce à l'utilisation de systèmes de résistance quise trouvent à peu près en équi- libre entre le vide et le choc de mélange sur la soupape.
L'invention a aussi pour objet un nou- veau système de soupape régulatrice et une nou- velle forme d'orifice dans cette soupape,, grâce auxquels une même augmentation du mouvement de la soupape vers sa position de fermeture ferme une section progressivement décroissante du con- duit dans lequel le système de soupape est disposé.
L'invention a encore pour objet un régula- teur du genre précité possédant une extrême sensi- bilité dans toutes les conditions de charge. D'au- tre part ce régulateur, grâce à un nouvel arran- gement des éléments de résistance en combinaison avec une nouvelle relation synchronisée de la soupape régulatrice avec le piston de commande, provoque u n déplacement de la soupape régulatrice toujours sensiblement proportionnel au vide ré- gnant dans les différentes conditions de charge.
Sur le dessin annexé on a représenté, uni- quement à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention :
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La figure 1 est une vue en élévation du régulateur;
La figure 2 est une vue en élévation par bout correspondant à la précédente;
La figure 3 est une coupe longitudi- nale verticale du dispositif, à échelle agran- die;
La figure 4 est une coupe verticale suivant la ligne 4-4 de la figure 3 ;
La figure 5 est une vue en plan avec coupe partielle correspondant à la figure 4;
La figure 6 est une vue de détail mon- trant les positions relatives de l'élément commandé par le vide et de la soupape régula- trice.
Cette figure montre plus clairement la commande directe qui relie ces deux organes;
La figure 7 est une vue de détail, en élévation, de l'un des sièges de la soupape;
La figure 8 est une coupe de détail transversale du siège de soupape représenté sur la figure 7;
La figure 9 est un graphique montrant l'effet produit par la tonne de la section d'ou- verture de l'orifice sur les caractéristiques du vide avec une vitesse constante et une char- ge variable; les ordonnées de la courbe repré- sentent la force appliquée au piston tandis
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/s que les agisses représentent le dé3a.cernent de ce dernier;
La figure 10 est un graphique montrant les caractéristiques du déplacement du piston, la dépression agissant sur ce dernier et la
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force du ressort qui fait équilibre à la force due au vide ;
ordonnées représentent la force appliquée au piston tandis que les abscis- ses représentent le déplacement de cet organe;
La figure 11 représente une forme idéale d'orifice pour la soupape régulatrice ou pour l'élément de vitesse de la soupape et la section supprimée quand la soupape tourne d'un arc de 60 , lequel constitue la limite du mouvement de la soupape lorsque cette dernière doit être équilibrée au moyen de trois orifices;
La figure 12 est un schéma montrant la position du dispositif dont s'agit par rapport au tuyau de distribution du carburateur et de la soupape d'admission commandée à la main.
Sur les différentes figures les mêmes chiffres désignent des parties correspondantes de l'appareil.
Comme on le voit sur le dessin l'appa- reil, dans l'ensemble, comprend deux éléments principaux : la soupape régulatrice A et le piston B. Dans le mode de réalisation préféré et pratique de l'invention représenté sur le dessin, la soupape régulatrice A affecte, de préférence, la forme d'un disque circulaire à faces planes dans lequel sont ménagés un cer- tain nombre d'orifices de soupape 1 dont on indiquera plus loin les caractéristiques. La soupape régulatrice en question peut être commo- dément montée de manière à osciller entre deux sièges de soupape C-C disposés respectivement de part et d'autre de la position de fonctionnement de ladite soupape régulatrice A.
Ces sièges C-C convenablement ajustés dans une boîte à soupape cylindrique D, laquelle fait de préférence
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partie intégrante de la boîte à piston cylin- drique E, sur l'un des cotés de laquelle la boîte D en question fait saillie.
Les sièges C-C de la.soupape affectent, de préférence, la forme de pièces de forme cir- culaire présentant des parties tronconiques 2 qui s'ajustent parfaitement dans des parties 3, de forme correspondante, situées à l'intérieur de la boîte D de la soupape. Les sièges de sou- pape C-C en question sont, de préférence, pour- vus d'orifices intérieurs dans lesquels s'enga- gent les tourillons 4 qui partent des cotés op- posés de la soupape régulatrice A de manière que ladite soupape se trouve en équilibre entre les sièges C-C. Grâce à cette disposition, la soupape peut librement osciller ou tourner d'un certain angle entre les sièges quand le piston B va et vient sous l'effet du vide et d'un système de ré- sistance combiné avec ce vide.
On remarquera en outre qu'il est préférable, dans l'application de l'invention, de munir chacun des sièges C de la soupape de plusieurs.orifices 5 pour le combusti- ble, orifices dont la forme et l'espacement cor- respondent à la forme et à l'espacement des ori- fices 1 de la soupape A; les orifices à combusti- ble 5 ménagés dans les sièges de la soupape com- muniquent constamment avec les orifices respectifs ' d'admission et d'évacuation 6 et 7 qui traversent les côtés opposés de la boîte à soupape D. On notera également que les orifices à combustible ménagés dans les sièges de la, soupape affectent une forme conique et légèrement tournante de,ma- nière à produire l'effet d'un dispositif Venturi sur le courant de mélange combustible qui tra- verse 'la soupape régulatrice.
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Ici on doit observer que la boîte à soupape D sert de raccord de tuyaux et qu'elle est pourvue de pattes 8 destinées à recevoir les boulons chargés de la raccorder à la conduite du mélange combustible, entre le carburateur et l'admission du moteur. L'orifice latéral 6 (de la boîte à
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z qui soupape )/?débouché directement dans la partie du tuyau à combustible communiquant avec le conduit d'admission se trouve ainsi en communication ouverte avec l'admission.
Dans ces conditions l'aspiration ou le vide dû au fonctionnement du moteur se Manifeste dans l'orifice 6 et place le piston B, lequel est exposé au vide produit par l'action du moteur du côté de la soupape régula- trice tourné vers le moteur,
La boite à piston ou cylindre E est percée en 9 de manière à former un conduit d'aspiration dont l'une des extrémités 10 débouche dans l'ori- fice latéral 6 de la boîte à soupape et dont l'autre extrémité 11 débouche dans l'une des ex- trémités du cylindre E, Le piston B est ainsi soumis à l'action du vide qui le fait se déplacer dans une certaine direction;
l'autre extrémité du cylindre communique avec l'atmosphère en a,
Le piston B affecte, de préférence, la tonne d'une pièce cylindrique creuse qui s'ajuste parfaitement et glisse à l'intérieur du cylindre E, Le piston présente sur la plus grande partie de sa longueur une crémaillère 12 qui engrène avec des dents 13 formées sur le bord extérieur de la soupape A, lesquelles dents traversent un orifice latéral 14 ménagé dans le cylindre E.
Pour que l'engrenage à crémaillère qui relie la soupape au piston puisse être conservé en tout état de cause, quelle que soit la rotation du piston
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autour de son axe, la crémaillère 12 du piston
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entoure complètement ce dernier, comme on l'a d, 1,,'I',/, l."-" / de représenté, permettant ainsiîjfëu" vide 4sx. tâfàxÈùàxr faire équili- bre sur tous les cotés du piston.
Une caractéristiaues distinctive et imDor- tante de l'invention consiste à soumettre le piston B'à une résistance produite par des res- sorts dont l'action s'ajoute quand le vide augmente dans les diverses conditions de charge,
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de manière à équilibrer ainsi l'effort(dû au vide) z Conformément qui fait déplacer le- piston et la soupape./Ce a la présente invention résultat s'obtient, de préférence, en utilisant une if série de ressorts de résistance variable qui agis- sent successivement.
Ces ressorts sont respective- ment désignés par les nombres 15, 16, 17,18 et 19,
Les ressorts 15, 16 sont formés par la même pièce de métal élastique, mais le ressort 15 com- prend une série de spires très serrées tandis que le ressort 16 est formé de spires plus espacées;, L'une des extrémités du double ressort 16-16 en question est convenablement montée sur une tête d'arrêt 20 portée par une vis de réglage 21. Cette dernière est vissée dans le chapeau 22 de l'une des extrémités du cylindre E. Le double ressort 15-16 constitue la résistance initiale opposée par la série de ressorts et la partie formée des spires serrées 15 est complètement écrasée quand le piston ne s'est replace que d'une courte dis- tance ou jusqu'au point P du graphique 10.
Le double ressort 15-16 est disposé dans l'une des extrémités du piston B et s'appuie contre une butée intérieure 23 ajustée à l'intérieur du pis- ton. La butée intérieure 23 du ressort affecte,
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de préférence, la forme d'un dé creux sur lequel s'applique et s'arrête le ressort 15. L'intérieur de ce dé creux forme un dégagement dans lequel peut se déplacer une tige 24 qui porte l'autre série de ressorts 17,18 et 19 dont il a été question plus haut. Ces ressorts ont une force déteiminée diffé- rente et le pas des spires diffère d'un ressort à l'autre. Sur la tige 24 en question qui supporte les ressorts est également disposée une rondelle d'arrêt 25 qui peut être bloquée d'une manière amovible avec l'extrémité rabattue (ou conformée de manière équivalente) 26 du piston.
(Trace à cette disposition, quand ce dernier se déplace con- tre les ressorts 15-16 sous l'effet du vide, les ressorts 17, 18 et 19 se trouvent atteints par la rondelle au point Pl et leur résistance s'ajoute à celle des ressorts 15 et 16. Le piston continuant à se déplacer,le réssort 18, qui est le plus fai- ble du groupe secondaire 17, 18 et 19 et dont les spires sont les'plus serrées, se trouve le premier à être complètement aplati. Le piston se trouve alors au point P du graphique 10. Le ressort 17 étant plus faible que le ressort 19 et ses spires étant plus serrées que celles de ce dernier, se trouve complètement écrasé quand le piston a, at- teint le point P3 du graphique .10.
A partir de ce point, le piston, en conti- nuant à se déplacer, comprime les ressorts relati- vement résistants 16 et 19 ce qui se traduit par un
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accroissement de la résistance qui. s'oppose direc- '" ('II".' en ligne tement un I,..\.a.- du piston droite 111 tement délÜa.cement,fSiipplémentaire piston 1 / en question . Cette phase du fonctionnement de l'appareil correspond à la partie presque droite de la courbe de la figure 10 qui montre l'effet du vide sur le piston. Dans cette action des
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ressorts on remarquera que la rondelle d'arrêt 25 est d'abord poussée contre le ressort 17 ; celui ci à son tour s'appuie contre le ressort 18 et ce dernier enfin pousse le ressort 19.
La tige 24 qui supporte les ressorts est convena- blement montée, d'une manière réglable, dans un plateau 27 appliqué sur l'une des extrémités du cylindre E,
En ce qui concerne la forme et l'action des orifices de la soupape et du siège de la soupape, on a déjà indiqué que les orifices en question sont conformés et coopèrent de manière que des accroissements égaux du mouvement de la soupape
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vers sa position de fermeture supprimeniESSt bèex 'kiE#N dans les orifices à combustible dû siège de la soupape des sections qui diminuent progressi- vement.
Autrement dit, les orifices de la soupape et des sièges de la soupape sont conformés et a,rrangés de telle s orte que, normalement, les deux séries d'orifices en question coïncident et permettent à un courant de combustible de traver- ser sans obstacle la canalisation d'admission* gais, lorsqueble vide augmente, grâce à l'accrois- sement de la vitesse du moteur, le piston commande par le vide déplace imnédiatement la soupape régu- latrice en forme de disque de manière à réduire la section de tous les orifices uniformément.
Dans l'exemple considéré on remarquera que les orifices de la soupape et ceux des sièges de la soupape vont en s'évasant sensiblement à partit* de l'axe de la soupape, Dans ces conditions, ainsi qu'on l'a représenté, les orifices présentent une paroi relativement longue x et une paroi relati- vement courte y dirigées toutes deux radialement par rapporta l'axe de la soupape et reliées par
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par une paroi arquée! z. La paroi arquée suit un arc transversalement excentré par rapport à l'axe de la soupape et la disposition des parois latérales plongeantes y et 1 de la soupape permet d'obtenir une réduction relativement rapide de la section des orifices quand le piston B déplace la soupape A dans la direction de la flèche représen- tée sur la figure 3.
En continuant à se déplacer vers sa position de fermeture, la soupape ferme dans l'orifice une section qui diminue. progressi- veuent, ainsi qu'on l'a expliqué plus haut, en sorte que la soupape conserve un équilibre à peu près parfait entre le vide et la résistance des ressorts. En fait, la construction et le montage de cette soupape tendent à redresser la courbe du vide comme le montre le graphique de la figure 10, ce qui simplifie et rend pratique le problème consistant à établir l'équilibre entre le vide et la résistance des ressorts. Quand le vide tend à. augmenter, par suite d'un accroissement de la vi- tesse de la machine, le piston B fait automatique- ment tourner la soupape A de manière à réduire la section des orifices et à maintenir ainsi la vi- tesse du moteur sensiblement constante.
D'autre part, quand la charge augmente, la soupape d'ad- mission à main M étant ouverte, le vide se trouve réduit et les ressorts déplacent le piston en ar- rière ; par suite la soupape A tend à s'ouvrir démasquant ainsi complètement ou partiellement les orifices de manière que la vitesse du moteur puisse être maintenue*
La forme des orifices ménagés dans la soupape A et dans les sièges de cette soupape constitue une forme d'orifice préférée et pratique, mais il est évident que l'on peut modifier la forme exacte
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des orifices en question dans différents élé- ments types.
On peut toutefois remarquer qu'une caractéristique distinctive des orificesen ques- tion consiste à avoir deux bords plongeants coo- pérant avec un bord fixe du siège de la,soupape (ou inversement) de manière qu'un déplacement initial déterminé de la soupape provoque une ré- duction considérable de la section de l'orifice tandis qu'ensuite tout déplacement uniforme équi- valent de la soupape ferme une partie de la sec- tion de l'orifice allant en diminuant progressive- ment.
L'un des problèmes relatifs à la perfec- . tion des systèmes régulateurs automatiques du ty- pe dont il est question ici consiste à économiser l'espace nécessaire à l'installation tout en in- corporant à l'appareil les caractéristiques essen- tielles des moyens chargés de commander la section du conduit d'admission. Le présent dispositif, tel qu'on l'a représenté, avec son système de sou- pape à disque rotatif relié de préférence direc- tement à 1 '.élément commandé par le vide, fournit @ une solution satisfaisante du problème en question.
D'autre part, le dispositif peut être établi de manière à permettre l'utilisation de ressorts re- lativement peu longs dont la résistance peut être complètement utilisée sans frottement intempestif;
Ainsi, dans les dispositifs antérieurs, l'élément @ frottement du au fonctionnement du dispositif . commandé par le vide, de la soupape régulatrice et de ses liaisons a été un facteur de trouble considérable.
Mais avec le type actuel de soupape régulatrice à plongeur pu à piston sensible équi- libré, et avec la liaison directe synchronisée de @
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la dite soupape avec le piston rencontre un minimum de frottement et de résistance ce qui per- met aux ressorts de remplir leur fonction, la- quelle consiste à maintenir la soupape régulatrice dans la position convenable.
L'étranglement du fluide par la soupape régulatrice A se produit de la, façon suivante
Quand la soupape d'admission principale est ouverte le vide qui règne dans le conduit du fluide en aval de la soupape régulatrice, est in- suffisant pour déplacer le piston jusqu'à ce que la vitesse déterminée du moteur pour laquelle la soupape régulatrice a été réglée se trouve ap- prochée. A ce moment le vide déplace la soupape régulatrice vers sa position de fermeture en augmentant rapidement.
La fermeture partielle de la soupape d'admission principale, quand le mo- teur ne fonctionne pas à pleine charge produit, avant que la vitesse déterminée du moteur soit atteinte, une augmentation du vide telle que le piston déplace la soupape régulatrice vers sa po- sition de fermeture (mais toujours de manière que la partie non masquée du ou des orifices avec lesquels elle coopère soit sensiblement la même que la section ouverte autour de la soupape prin- cipale d'admission M) jusqu'à ce que la vitesse déterminée pour laquelle le régulateur est réglé se trouve atteinte,
A titre d'exemple, on a représenté, sur la figure 11, la forme idéale de l'orifice ménagé dans la soupape et dans les sièges de cette der- nière.
Cette forme d'orifice donnerait une courbe de vide sensiblement droite et le vide pourrait être équilibré par un ressort unique. Lorsque
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le système de soupape régulatrice présentant cette forme idéale d'orifice entravât, un dispo- sitif dont le diamètre est trop grand pour pou- voir être d'un usage pratique dans de nombreux types d'automobiles, le mode de réalisation préféré de l'invention, au point de vue des for- mes des orifices en question, se trouve repré- senté sur les autres figures du dessin,
Une autre caractéristique de l'invention, relative à l'utilisation d'une soupape tournante, présentant un certain nombre d'orifices radiaux, consiste dans le fait que cette disposition per- met d'assurer une distribution meilleure et plus- uniforme du mélange combustible dans la canalisa- tion d'admission.
Cette construction maintient également la soupape en équilibre entre le choc du mélange et le vide auquel elle est soumise. Les sièges de la soupape Venturi contribuent aussi efficacement au mouvement du mélange fluide à, travers le conduit d'admission et donnent une pulvérisation plus parfaite du mélange ce qui facilite sa gazéifica- tion.
L'un des principaux avantages du fonctionne- ment du régulateur consiste en ce que, sauf momen- tanément quand la charge à laquelle le moteur est soumis se trouve subitement supprimée le dit ré- gulateur pour toute charge du moteur et pour toute position de la soupape d'admission* limite la vi- tesse du moteur à celle pour laquelle le régula- teur est réglé et rend impossible le dépassement de la vitesse pour laquelle le régulateur est ré- glé par une manoeuvre maladroite de la soupape d'admission principale manoeuvrée à la main.