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Régulateur de vitesse pour moteurs à combustion interne à injection.
Dans les moteurs à combustion interne à injection, qui comportent un régulateur de vitesse actionné par une diffé- rence entre deux pressions pneumatiques, variable avec la vites- se de rotation du moteur, la pression influencée par la vitesse de rotation peut être considérée comme la moyenne des pressions brusques engendrées par les différents pistons pendant leur course. Toutefois, quand le moteur marche lentement, les régula- teurs de ce genre présentent l'inconvénient que cette pression et la différence de pression efficace oscillent autour de la moyenne si sensiblement que l'organe régulateur influencé par cette différence de pression suit ces différentes oscillations
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et dévie exagérément, d'une façon indésirable, de la posi- tion de réglage.
La présente invention a pour but d'amortir ces dé- via.tions indésirables du régulateur qui se produisent aux fai- bles vitesses de rotation du moteur. A cet effet elle emploie des moyens qui, au moins dans les limites de la position de marche à vide de l'organe de réglage, superposent à la varia- tion de la différence de pression pneumatique en fonction de la vitesse du moteur une variation de pression agissant dans le sens d'un amortissement du mouvement du régulateur.
On peut influencer la pression dans le sens indiqué en étranglant à l'instant voulu, de préférence automatiquement, la section de passage d'au moins une des conduites à fluide de réglage pneumatique. Ces étranglements ont pour effet que les oscillations de pression pneumatique produites par les diffé- rents coups de piston se transmettent si lentement à l'organe de réglage que, avant que l'oscillation s'accomplisse dans un sens, il se produise déjà une inversion du sens de l'oscilla- tion. De ce fait la déviation de l'organe de réglage est beau- coup moins accentuée que lorsque le passage dans les conduites n'est pas étranglé. Aussi ses mouvements sont-ils fortement amortis.
On peut aussi amortir le mouvement du régulateur par une variation de pression conforme à l'invention en ou- vrant à l'instant voulu, de préférence automaticuement, une conduite de communication étroite entre les pressions diffé- rentes régnant de part et d'autre de l'organe de réglage. Des deux pression on diminue ainsi la plus forte ou on accroît la plus faible. Tant que la conduite mentionnée est ouverte, l'ef- fort agissant sur l'organe de réglage est affaibli, de sorte que les déviations de cet organe deviennent notablement plus
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petites que lorsque la conduite est fermée.
Les dessins annexés représentent schématiquement plusieurs exemples d'exécution de l'invention.
Fig. 1 est une vue en élévation d'un moteur à com- bustion interne à injection équipé d'une pompe d'injection et d'un régulateur à dépression.
Fig. 2 est une coupe partielle à échelle agrandie de la pompe d'injection, du régulateur, d'un dispositif sui- vant l'invention et du tuyau d'aspiration du moteur.
Figs. 3 à 13 montrent à l'échelle de la Fig. 2 dif- férents autres exemples d'exécution de l'invention.
Le bâti 1 du moteur porte quatre cylindres 2 et une pompe d'injection 3 commandée par l'arbre 4 du moteur par l'intermédiaire d'une transmission à engrenages 5. Le combus- tible arrivant d'un récipient non représenté, entre dans la pompe d'injection suivant le sens de la flèche par la condui- te 6. De la pompe d'injection partent quatre conduites de re- foulement 7 allant aux tuyères montées dans les cylindres 2.
L'air est aspiré par le tuyau d'aspiration commun 8. Dans le tuyau d'aspiration est monté un papillon d'étranglement 9 ac- tionné par une pédale 9b au moyen d'un levier 9a qui attaque le papillon. Du tuyau d'aspiration 8 part une conduite de dépres- sion 15 allant au régulateur 3a de la pompe 3. Le régulateur 3a (voir Figs. 2, 3 et 6) contient une chambre dans laquelle peut se déplacer longitudinalement un piston 24. Dans le cas de la Fig. 2, la dépression est communiquée à la partie de la chambre située à gauche du piston 24 et déplace le piston 24 vers la gauche, à l'encontre d'un ressort de rappel 27, quand la dépression croit. Le piston 24 est fixé au moyen d'un écrou 26 à l'extrémité d'une crémaillère 23 qui fait saillie de la pompe à l'intérieur de la chambre de réglage.
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Le réglage du débit de combustible injecté s'opère par le déplacement de la crémaillère 23. Sur la Fig. 2, les conditions de fonctionnement sont les suivantes:
Quand la crémaillère se déplace vers la gauche, le débit efficace de tous les éléments de la pompe diminue unifor- mément. Lors d'un déplacement de la crémaillère vers la droite le débit de combustible injecté par tous les éléments de la pompe augmente. La crémaillère 23 engrène avec des pignons 22.
Chacun des pistons 16 de la pompe, commandés par un arbre à ca- mes 18 accouplé au moteur, est relié à un pignon 22 de telle manière qu'il suive les mouvements angulaires du pignon sans que celui-ci participe au mouvement alternatif du piston de pompe. Ce piston tourne de ce fait en même temps et du même angle et l'arête de réglage oblique 21 du piston se déplace par rapport au conduit d'aspiration et de dérivation 20 de telle manière que la course active du piston de pompe cesse plus tôt ou plus tard suivant la position de l'arête de réglage et que le restant du combustible refoulé par le piston de pompe pendant chaque course de celui-ci retourne par le conduit 20 dans la chambre d'aspiration 19 du carter 3 reliée à la con- duite d'admission de combustible 6.
Ce dispositif de réglage fonctionne de la manière suivante: La dépression régnant dans le tuyau d'aspiration pendant la marche du moteur se propage par la conduite 15 dans la chambre de réglage 3a. Par exemple, quand par suite d'une diminution de la charge du moteur, la position du pa- pillon 9 ne changeant pas, la vitesse de rotation croît, et la dépression dans le tuyau d'aspiration 8 devient plus grande que celle qui y régnait précédemment. Cette dépression plus grande entraîne vers la gauche le piston et la crémaillère
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à chaque course des pistons de pompe diminue. Par suite la vi- tesse de rotation et, partant, la dépression dans le tuyau d'aspiration décroissent.
Le piston 24 tend à s'immobiliser dans la position correspondant à cette dépression. Dans l'hy- pothèse que la position du papillon 9 ne change pas, une posi- tion déterminée du piston 24 correspond ainsi à chaque vitesse de rotation moyenne donnée. On change à volonté la vitesse de rotation en actionnant le papillon 9.
Dans l'exemple représenté sur la Fig. 2, on amortit le mouvement de réglage du piston 24 en étranglant aux faibles vitesses de rotation une communication non étranglée entre une partie de la chambre et l'atmosphère, par une diminution de section de passage produite automatiquement. Quand le mo- teur tourne en charge, la partie mentionnée de la chambre com- munique par deux ouvertures avec l'atmosphère libre, à savoir par l'ouverture étroite 25 ménagée dans le fond de la chambre et par l'ouverture 29 notablement plus grande. Celle-ci est obturable au moyen d'une soupape 28 comportant de chaque côté une tige 28a ou 28b. La tige 28a est guidée dans une bague 29a centrée au moyen de deux nervures dans l'ouverture 29 et la tige 28b est guidée dans un étrier 30 adapté sur le carter 3a.
Un ressort 51 tend à appuyer la soupape sur son siège. Toute- fois, tant que le piston reste dans la partie droite de la chambre, et par conséquent en contact avec la tige 28a, la soupape est soulevée de son siège. Seulement en cas de fai- ble charge, par exemple pour le ralenti à l'arrêt, le piston 24 se déplace vers la gauche suffisamment loin pour quitter le champ d'action de la tige 28a. De ce fait la soupape 26 se ferme et la section de passage qui jusqu'alors comprenait la somme des sections des deux ouvertures 25 et 29 se réduit à l'ouverture étroite 25.
Par suite de cet étranglement de la
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section de passage, lors des fortes déviations de l'organe de réglage produites au ralenti par l'aspiration des différents pistons du moteur, l'air contenu dans la partie droite de la chambre ne s'échappe pas suffisamment vite et ne revient pas assez vite par après, de sorte que le mouvement du régulateur est fortement amorti.
Dans les exemples représentés sur les Figs. 3 à 15, contrairement à celui de la Fig. 2, la dépression du tuyau d'aspiration est communiquée à la partie droite de la chambre, tandis que la partie gauche est à l'atmosphère. Dans ce cas la pompe d'injection est évidemment construite et mon- tée de telle manière que, comme précédemment, un accroissement de la dépression provoque une diminution du débit de combusti- ble injecté à chaque coup de piston de pompe; à cet effet la crémaillère 23 attaque le pignon 22 par derrière.
L'amortissement du mouvement du régulateur dans les limites des faibles vitesses de rotation s'opère dans l'exemple de la Fig. 3, de la même manière que dans celui de la Fig.2, par étranglement de la conduite allant à l'atmosphère. Dans ce cas cependant l'étranglement dépend de la position de l'or- gane servant à régler la vitesse de rotation, c'est-à-dire du papillon 9. La section de passage disponible pour la communica- tion entre la partie gauche de la chambre et l'atmosphère se compose de l'ouverture étroite 25 et de l'ouverture plus grande 32 ménagée dans une chambre 33. La chambre 33 est raccordée à son tour à une conduite 34 partant de la partie gauche de la chambre de réglage. L'ouverture 32 est obturable au moyen d'une soupape 35 par l'intermédiaire d'un ressort 36.
Quand on ou- vre le papillon 9, le prolongement 9c de la tringle de la pé- dale d'accélérateur se déplace rapidement vers la gauche, aDDuie contre le poussoir 37 de la soupape et ouvre la soupape
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à l'encontre du ressort de fermeture 36. Quand on ferme le pa- pillon 9, les organes 9c et 37 se séparent, de sorte que la soupape 35 se ferme et que la section de la communication de la chambre de réglage avec l'air extérieur se réduit à la sec- tion de la petite ouverture 25. Ceci produit l'amortissement voulu du mouvement du régulateur.
L'exemple représenté sur les Figs. 4 et 5 donne un moyen d'amortir le mouvement du régulateur en fonction de la position du papillon 9 par étranglement des sections de pas- sage de la conduite allant de la chambre de réglage à l'atmos- phère. Ici toutefois, contrairement aux exemples d'exécution décrits ci-dessus, le réglage de l'ouverture est continu. A cet effet on utilise un disque 40 monté à pivot sur le carter 3a'en regard de l'ouverture 25 qui dans ce cas est grande. Ce disque 40 comporte une fente 41 qui est concentrique au point de pivotement et dont la largeur, mesurée dans le sens radial, croit constamment avec sa longueur. Le disque 40 est relié au moyen d'un bras 40a, par l'intermédiaire de la tringle 9c, à la pédale 9b et, partant, au papillon 9.
Quand le papillon est fermé, la partie la plus étroite de la fente 41 est en regard de l'ouverture 25. Avec l'accroissement de l'ouverture du pa- pillon 9 des parties de plus en plus larges de la fente 41 vien- nent en regard de cette ouverture 25. Aussi l'amortissement des déviations du régulateur est-il le plus énergique quand le papillon 9 est fermé.
Les Figs. 6 et 7 montrent un autre exemple d'exécution de l'invention, dans lequel le mouvement du régulateur est amor- ti du fait que, pour une position appropriée de papillon 9, la conduite 15 allant du tuyau d'aspiration au régulateur commu- nique par un petit orifice 38a avec l'atmosphère et qu'ainsi la dépression variable provoquant les fortes oscillations du
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régulateur est diminuée par suite de l'admission d'air secon- daire. A cet effet on intercale dans la conduite 15 une chambre 38 dans laquelle est ménagé le petit orifice 38a. Devant cet orifice est guidé dans une fente 38b un registre 39 à mouve- ment de va-et-vient.
Ce registre ou tiroir est commandé par le mouvement du papillon par l'intermédiaire d'une tringle 9c de telle manière que le registre 39 obture l'orifice 38 quand le papillon 9 est ouvert, mais qu'un orifice 39a percé dans le registre relie l'orifice 38a à l'atmosphère quand le papillon 9 est fermé.
Dans les exemples cités précédemment le mouvement du régulateur est amorti en fonction de la position d'organes de commande mécaniques. Dans les exemples suivants ces organes de commande supplémentaires sont évités. Le mouvement du régu- lateur est amorti dans ces cas grâce à ce-que la conduite 15 est bifurquée entre le tuyau d'aspiration 8 et le régulateur 3a, la bifurcation étant choisie de manière que, lorsque le papil- lon 9 est fermé, cette conduite soit reliée par l'un des em- branchements de la bifurcation à l'aspiration et par l'autre embranchement à l'atmosphère. On tire ainsi parti des condi- tions de pression spéciales existant au voisinage du papillon des gaz. Quand le papillon est ouvert, la même dépression rè- gne dans tout le voisinage du papillon. Les embranchements transmettent donc des dépressions égales.
Une différence de pressions en amont et en aval du papillon ne se produit que lorsque le papillon commence à se fermer; quand le papillon est fermé, si on suit le sens de l'aspiration, une dépression règne en aval du papillon et une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique règne en amont du papillon. Dans tous les exemples d'exécution représentés sur les Figs. 8 à 13,
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même quand le papillon est fermé, elle communique avec l'espa- ce qui est en amont du papillon.
On affaiblit ainsi par une admission d'air secondaire analogue à celle des exemples re- présentés sur les Figs. 5 et 7 l'effet de la dépression qui provoque de fortes déviations du régulateur quand le papillon est fermé, et on amortit de cette façon le mouvement du régu- lateur.
Sur la Fig. 8 la conduite 15 bifurque en deux em- branchements 15a et 15b qui communiquent avec le tuyau d'aspi- ration 8 directement en aval et en amont du papillon 9 fermé, sur la même génératrice de la surface du tuyau. Sur la Fig. 9 les embranchements 15a et 15b débouchent aussi dans le tuyau d'aspiration directement en aval et en amont du papillon fermé, mais en deux points diamétralement opposés du tuyau. Sur la Fig. 10 le conduit 15 comporte une partie évasée 15c qui commu- nique avec le tuyau d'aspiration 8 de telle manière qu'elle débouche tant en aval qu'en amont du papillon 9.
Les Figs. 11 à 13 montrent des dispositifs analogues qui ne se distinguent de ceux décrits précédemment que par un ou plusieurs tubes Venturi ou diffuseurs 10 montés dans le tuyau d'aspiration 8 pour accroître la dépression aux grandes vitesses de passage. Les embranchements 15a et 15b débouchent, sensiblement comme sur les Figs. 8 à 10, dans le tuyau d'aspi- ration 8, dans la section la plus étroite du ou des diffuseurs 10. Le papillon 9 peut être monté, comme sur la Fig. Il, dans la section la plus étroite du diffuseur 10, les embranchements 15a et 15b débouchant directement en aval et en amont du pa- pillon (Fig. Il), ou bien le papillon peut être disposé entre deux diffuseurs 10 (Fig. 12), les embranchements 15a et 15b dé- bouchant chacun dans un diffuseur.
Quand ces embranchements débouchent en deux points diamétralement opposés d'un diffu-
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seur, d'une manière correspondant sensiblement à l'exemple d'exécution de la Fig. 9, l'emploi du diffuseur permet dans ce cas de simplifier le dispositif. Pour éviter des conduites tubulaires spéciales allant à l'endroit d'embranchement opposé, on munit le diffuseur 10, comme le montre la Fig. 13, d'une gorge annulaire extérieure 10a qui comporte en deux points diamétralement opposés des lumières 10b, communiquant avec l'intérieur du diffuseur., et dans laquelle débouche directe- ment la conduite 15.
REVENDICATIONS
1) Régulateur de vitesse pour moteurs à combustion interne à injection, - dans lequel l'organe de réglage provo- quant le changement du débit d'injection est commandé par une différence entre deux pressions pneumatiques, variable avec la vitesse de rotation du moteur et agissant à rencontre d'un rappel, - caractérisé par un dispositif au moyen duquel, au moins dans les limites de la position de marche à vide ou de ralenti de l'organe de réglage, la variation de la différence de pression pneumatique en fonction de la vitesse de rotation du moteur est influençable dans le sens d'un amortissement du mouvement du régulateur par une action directe sur la pression.