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DEMANDE DE BREVET D'INVENTION.
"Perfectionnements apportés aux.régulateurs de marche des moteurs thermiques, notamment à ceux pour moteurs à injection de combustible".
Monsieur BOQUET (Jean, Paul) 12, rue de la Ferme, à BILLANCOURT (Seine) France.
L'invention est relative aux régulateurs de marche des moteurs thermiques; et elle concerne plus spécialement (parce que c'est dans leur cas que son application parait devoir offrir le plus d'intérêt), mais non exclusivement, parmi ces dispositifs, ceux pour moteurs à injection de combustible.
Elle a pour but, surtout, de rendre ces dispositifs tels qu'ils puissent, d'une manière simple et efficace, régler automatiquement l'alimentation du moteur quel que soit le régime de fonctionnement de ce dernier, et, plus spécial ement dans le cas où il s'agit d'une alimentation par injection, que celle-ci soit assurée quel que soit le degré de viscosité du combustible liquide utilisé. Elle consiste, principalement, à avoir recours,
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pour commander l'alimentation des moteurs à l'aide des dispositifs du genre en question, à l'action de tout ou partie de la force vive, c'est-à-dire de l'énergie dynamique, d'au moins une veine fluide en mouvement dont la vitesse est fonction de celle du moteur, ce notamment en utilisant des ajutages du genre des tubes de Darcy ou de Pitot, transformant la force vive en pression.
Elle comprend, mise à part cette disposition principale, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après, notamment: une deuxième disposition, relative aux ajutages ou autres moyens disposés dans un courant fluide en vue de transformer la force vive en une pression ou dépression, notamment pour actionner les régulateurs du genre en question, consistant à rendre ces moyens mobiles par rapport à la direction du courant fluide, en vue de permettre d'obtenir pour chaque vitesse une pression variable à volonté;
une troisième disposition consistant, dans les régulateurs du genre en question, à commander l'alimentation du moteur par l'action combinée des effets résultant de pressions et de dépressions créées par la circulation du fluide de commande;[une quatrième disposition, consistant à monter en dérivation sur l'organe de circulation (pompe etc) ou l'organe récepteur , des dispositifs du genre en question, un by-pass dont on puisse faire varier la section, à volonté ou automatiquement, en vue de modifier le réglage c'est-à-dire le régime de fonctionnement du moteur;
et une cinquième disposition, consistant à combiner aux régulateurs en question, notamment dans le cas où le fluide est un gaz se rendant aux cylindres, des moyens amortisseurs permettant d'absorber les effets des pulsations et d'éviter qu'il
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n'agissent sur la commande d'alimentation, ces moyens consistant notamment en au moins deux membranes déformables enfermant une chambre divisée en deux compartiments séparés l'un de l'autre par un dispositif étrangleur.
Elle vise plus particulièrement certains modes dé application, ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions ; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de.produits industriels nouveaux, les dispositifs du genre en question comportant application desdites dispositions, les éléments et outils spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les moteurs, les machines et les installations munis de semblables dis- positifs.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que du:. dessins ci-annexé-,, lesquels complément et dessin:-, sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
Les fig, 1 à 4, de ces dessins, montrent, en coupe schématique, quatre dispositifs régulateurs établis selon autant de modes de réalisation de l'invention.
Les fig. 5 et 6 montrent, en élévation partielle et en coupe par VI-VI fig. 5, une partie d'un dispositif du même genre,établi selon un autre mode de réalisation de l'invention.
La fig. 7, enfin, montre un système amortisseur pour régulateur à fluide, conforme à l'invention.
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application ainsi -que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant par exemple de faire comporter à un moteur à injection de combustible liquide (bien que l'invention puisse s'appliquer également aux moteurs à aspiration de mélange carburant), un régulateur de marche agissant sur l'alimentation dudit moteur, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
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En ce qui concerne le moteur proprement dit ainsi que ses organes distributeurs, on les constitue de toute manière appropriée, par exemple comme à l'ordinaire. C'est ainsi que, pour ce qui est de ses organes distributeurs, ceux-ci peuvent notamment être constitués par des pompes à pistons à faces obliques, de débit variable par rotation desdits pistons, cette rotation pouvant s'obtenir par toute tringlerie appropriée, (dont, sur le dessin on a représenté un élément 4, déplaçable angulairement ou par translation, ou de toute autre manière) . @ Un déplacement d'amplitude plus ou moins grande, de cet élément, fait varier en conséquence la quantité de combustible fournie au moteur.
En ce qui concerne maintenant le dispositif régulateur destiné à permettre de régler le régime de fonctionnement du moteur, on l'agence de façon telle que la commande de la susdite tringlerie puisse s'effectuer par l'action de tout en partie de la force mive, c'est-à-dire de l'énergie dynamique , d'une veine de fluide liquide ou gazeux en mouvement, dont la vitesse soit fonction de celle du moteur, ledit fluide étant par exemple constitué par un liquide (eau, huile etc) d'un circuit spécial, ou par l'eau de refroidissement, ou par l'huile d'un circuit de graissage, ou éventuellement par le combustible liquide d'alimentation du moteur, ou par une colonne d'air ou de gaz aspiré ou refoulé par le moteur etc etc.
A supposer par exemple, comme représenté sur les fig. 1 à 3, 5 et 6, que l'on ait recours à un circuit de liquide commandé par une pompe 1, centrifuge ou autre (qui pourrait être la pompe d'alimentation en combustible ou la pompe de circulation d'eau de refroidissement), aspirant dans un conduit 2 pour refouler dans un conduit 3, cette pompe étant entraînée d'une fa- çon quelconque par le moteur, ou en tous cas étant fonction de la vitesse de celui-ci, on réalisera les conditions suspécifiées en venant interposer, dans ledit circuit, au moins un dispositif récepteur qui puisse être sollicité par la force vive du liquide,
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ce dispositif pouvant être agencé de façon telle, ou bien qu'il reçoive directement l'action de la force vive, auquel cas on le constitue par un moteur, par exemple une roue à aubes A (fig.
1)elle qu'une petite roue Pelton, ce moteur étant disposé à l'amont ou à l'aval de la pompe-- étant entendu que s'il s'agissait non plus d'un liquide mais d'un gaz, comme représenté sur la fig. 4, on utiliserait semblablement un anémomètre A1 ou tous organes du même genre-- ou bien qu'il reçoive l'action d'une pression statique obtenue par des moyens transformant la force vive en pres- sion statique, lesquels moyens peuvent être constitués par exemple par des ajutages tels que 20 (fig. 2,3,5) recourbés en sens inverse du courant fluide, ajutages du genre de ceux utilisés dans les appareils de Darcy pour la mesure de la vitesse des courants liquides et de Pitot pour la mesure de la vitesse des courants gazeux, tandis,que le dispositif récepteur peut lui-même être réalisé par une ou plusieurs membranes (fig.
2,3,5), ou par des pistons, ou de toute autre manière.
Et, pour ce qui est de la liaison entre le récepteur et la tringlerie 4, on la réalisera d'une manière quelconque, par exemple à l'aide d'un levier 11 qui, dans le cas où est utilisée une roue à aubes (fig,l), pourra être monté selon l'axe de cette roue.
Ledit levier sera soumis à l'action de moyens élastiques tels qu'un ressort 12 le sollicitant vers la posi- tion pour laquelle le moteur fonctionne à la vitesse maximum.
Enfin, on prévoira bien entendu des moyens de réglage pour permettre d'obtenir tout régime de fonctionnement désiré, lesquels on peut réaliser en agissant sur la tension du ressort 12, bien qu'il semble avantageux de les réaliser de l'une des manières qui seront indiquées plus loin..De toute façon, ces moyens seront tels qu'ils permettent, pour une même vitesse du moteur, de faire varier la vitesse de circulation du fluide de commande, ou les effets de cette vitesse sur l'or- gane récepteur , @
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En suite de quoi on obtient donc un ensemble dont le fonctionnement est le suivant.
A supposer que l'on ait recours à une roue réceptrice telle que A (fig. 1), cette roue étant par exemple interposée dans le circuit de refroidissement du moteur (1 étant alors la pompe de circulation d'eau), l'énergie dynamique d'une partie de la veine liquide en mouvement tend à entraîner ladite roue contre l'action du ressort 12 ou analogue ; un certain débit peut d'ailleurs circuler à travers ladite roue et faire retour à la pompe par un conduit 30 .
Si la vitesse du moteur et, par suite, de la pompe 1, a une tendance à diminuer, l'action du ressort-12 devient prépondérante à l'effet dynamique de ladite veine et le levier 11 se déplace dans un sens pour lequel on obtient un accroissement de la vitesse du moteur. Si par contre la vitesse de ce dernier tend à diminuer, une action inverse se produit automatiquement.
La vitesse du moteur tend donc à rester pratiquement constante pour un réglage déterminé du dispositif.
Dans le cas particulièrement intéressant où l'on a recours à des ajutages tels que 20, transformant la vitesse en pression, le fonctionnement demeure le même, ladite pression venant agir sur le dispositif récepteur constitué par les membranes ou autres (fig. 2,3,5).
De tels ajutages sont d'un montage très simple et peuvent être interposés sur n'importe quel circuit liquider ou gazeux.
Dans le cas de moteurs à compresseur, lesdits ajutages pourraient être insérés sur l'aspiration ou le refoulement dudit compresseur.
De toute façon, un tel ensemble présente de nombreux avantages, nota;!ment celui d'être précis du fait que le réglage ne dépend que de la vitesse du fluide utilisé, étant donc, notamment, soustrait à l'influence perturbatrice des variations de viscosité, influence qui se manifeste sur les dispositifs dont le fonctionnement est statique au lieu d'être dynamique.
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Et,ou bien on se contente de procéder comme il vient d'être dit, ou bien et mieux, on a recours encore à certaines dispositions supplémentaires telles que les suivantes, susceptibles, le cas échéant,) d'être utilisées isolément.
Suivant l'une de ces dispositions, illustrée sur les fig. 2,3,5 et 6, on règle l'alimentation par l'action combinée des effets résultant de pressions et de dépressions créées par la circulation du fluide de commande.
C'est ainsi, comme représenté sur la ffig. 3, que l'on peut constituer un dispositif régulateur à pompe de circulation 1, en branchant sur l'un des conduits 2, 3, par exemple sur le conduit d'aspiration 2, une dérivation 5 aboutissant à une boîte étanche 61 dont une partie de la paroi est constituée par un organe déformable (membrane métallique 7) ou mobile (piston) qui, sous l'effet de la surpression plus ou moins forte obtenue à l'aide de l'ajutage 20 recevant l'action de la force vive de la veine liquide, est sollicité dans un certain sens, et en branchant sur l'autre conduit 3 une dérivation 8 aboutissant à une deuxième boîte étanche 62, constituée par exemple d'une manière analogue à la boite 61 et dont l'organe déformable ou mobile 9 est aspiré par une dépression obtenue également par la circulation du liquide.
Ladite dépression peut être obtenue de multiples manières, par exemple à l'aide d'un ajutage 21 tourné en sens contraire de l'ajutage 20 et travaillant donc en éjecteur.
Bien entendu, les deux ajutages 20 et 21 pourraient également (fig. 5 et 6), être disposés dans le même conduit,par exemple côte à côte.
Les deux organes déformables 7 et 9 seront reliés l'un à l'autre par des moyens quelconques par exemple par une tige 10 ou analogue, laquelle est elle-même articulée au levier oscillant tel que 11 ou analogue rendu solidaire de l'élément qui commande la distribution.
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Au lieu d'avoir recours à deux boîtes 61 et 62 dis- tinctes, on pourrait les combiner entre elles de manière à obtenir une action combinée de la dépression et de la pression analogue à celle indiquée plus haut.
On peut également remplacer les deux boites 61 et 62 distinctes par une capacité semi-cylindrique 13 (fig.2) dans laquelle on loge une palette 14, calée sur un axe 15 portant le levier 11. Cette palette 14 divise la capacité 13 en deux compartiments étanches 61 et 62 dans lesquels on fait aboutir respectivement les conduits tels que 5 et 8 .
Sous l'action combinée de la dépression et de la pression, la palette 14 vient occuper une position angulaire pour laquelle le ressort 12 du levier 11 équilibre la somme de la dépression et de la pression s'exerçant de part et d'autre de la palette 14 et produit ainsi le réglage automatique de l'alimentation du moteur pour que sa vitesse reste pratiquement constante pour chaque réglage ,
Suivant une autre disposition de l'invention, relative aux moyens pour permettre de modifier le réglage selon le régime de fonctionnement demandé au moteur, on réalise ces moyens en montant en dérivation, soit sur la pompe ou autre système d'en- traînement du fluide de commande, soit sur le dispositif récepteur actionné par les pressions ou dépressions engendrées par ce fluide, un by-pass muni d'un organe étrangleur manoeuvrable,
soit à la main ou au pied, par exemple en étant relié à une pédale d'accélérateur, soit automatiquement en fonction des variations d'un facteur fonctionnel.
Au tel by-pass 16 a été représenté à titre d'exemple sur la fig. 4, où il est relié à l'amont et l'aval de l'anémomètre; l'organe étrangleur ou papillon est représenté en 17. On peut aussi selon les modes de réalisation des fig. 2 et 3, monter ce by-pass er entre les conduits 5 et 8 .
On pourrait également, selon une autre disposition par-
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du prix d'établissement peu élevé agir, non plus sur la vitesse d'écoulement du fluide, mais sur ses effets, ce pour quoi, dans le cas où sont utilisés des ajutages tels que 20,21, il suffit de monter ceux-ci de façon qu'on puisse faire varier leur orientation.
A cet effet, on montera par exemple lesdits ajutages de façon pivotante à l'extrémité des conduits qui 1. aboutissent,(fig.
@ 2,3,5) et on les commandera, à l'aide la manette ou pédale d'accé- lérateur, soit automatiquement.
Enfin on pourrait encore agir à la fois sur la vitesse découlèrent du fluide et sur les éffets de cette vitesse sur les organes récepteurs, ce en vue d'obtenir toute loi appropriée de ladite vitesse en fonction de la charge, notamment en vue de main- tenir constante à tous les régimes la sensibilité du régulateur.
C'est ainsi que, dans le cas où l'on utilise un ou plusieurs ajutages tels que 20,2I, ceux-ci pourraient être por- 24 disposé sur le circuit du fluide (fig. 5 et 6)pais bien entendu tés par un même organe étrangleur ou papillôn/ce papillon pourrait être distinct desdits ajutages, et avoir ses mouvements liés à ceux de ces derniers selon une loi convenable.
Suivant encore une autre disposition de l'invention relative plus spécialement au cas où le fluide est constitué par l'air ou le gaz aspiré aux cylindres du moteur, on prévoit des moyens amortisseurs propres à permettre d'atténuer les effets des pulsations provenant des variations de la vitesse des pistons pendant leur course, ces moyens consistant à faire agir la pression ou la dépression, non plus sur une membrane simple, mais sur un système d'au moins deux membranes telles que 25,26 (fig. 7), entou- rant une capacité remplie au soins partiellement d'un fluide liquide ou gazeux, propre, sous l'effet de la déformation des membranes, à passer de l'un à l'autre de deux compartiments délimités dans ladite capacité par une cloison ou autre organe y assimilable 27, laquelle est percée d'au moins un orifice étranglé 28, l'ensemble formant dash-pot.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de
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ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant plus spécialement été envisagés; elle en embrasse, au contraire,toutes les variantes .
Résumé ,
L'invention a pour objet des perfectionnements apportés aux régulateurs de marche des moteurs thermiques, notamment à ceux pour moteurs à infection de combustible; lesquels perfeotionnements, consistent, principalement, à avoir recours, pour commander l'alimentation des moteurs à l'aide des dispositifs du genre en question, à l'action de tout ou partie de la force vive, c'est-à-dire de l'énergie dynamique, d'au moins une veine fluide en mouvement dont la vitesse est fonction de celle du moteur.
Elle vise plus particulièrement certains modes dtappli- cation, ainsi que certains modes de réalisation desdits perfectionnements, lesquels comprennent encore une deuxième disposition relative aux ajutages ou autres moyens disposés dans un courant fluide en vue de transformer la force vive en une pression ou dépression, notamment pour actionner les régulateurs du genre en question, consistant à rendre ces moyens mobiles par rapport à la direction du courant fluide, en vue de permettre d'obtenir pour chaque vitesse une pression variable à volonté; une troisième disposition, consistant, dans les régulateurs du genre en question, à commander l'alimentation du moteur par l'action combinée des effets résultant de pressions et de dépressions créées par la circulation du fluide de commande;
une quatrième disposition, consistant à monter en dérivation sur l'organe de circulation (pompe etc.) ou l'organe récepteur, des dispositifs du genre en question, un by-pass dont on puisse faire varier la section, à volonté ou automatiquement, en vue de modifier le réglage o'est-à-dire le régime de fonctionnement du moteur; et une cinquième disposition, consistant à combiner au=:
régulateurs en question, notamment clans .........
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le cas où le fluide est un gaz se rendant aux cylindres, des moyens amortisseurs permettant d'absorber les effets des pulsations et d'éviter qu'ils n'agissent sur la commande d'alimentation, ces moyens consistant notamment en au moins deux membranes déformables enfermant une chambre divisée en deux compartiments séparés l'un de l'autre par un dispositif étrangleur.
Et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les dispositifs du genre en question comportant application desdits perfec pionnements, les éléments et outils spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les moteurs, les machines et les installationsn munis de semblables dispositifs. 16 mots en interligne
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