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Procédé et dispositif pour limiter automatiquement la charge de moteurs d'avions;
La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour le réglage automatique de la charge maxima ou de l'amenée d'air ou de gaz de moteurs d'avions pour différentes hauteurs de vol (moteurs d'altitude.)La charge du moteur est, comme on le sait, proportionnelle à la pression de charge et il faut entendre par pression de charge la pression dans la conduite d'aspiration du moteur.
Une limitation de la charge de semblables moteurs d'altitude est indispensable par le fait que la pression de l'air ou la densité de l'air est essentiellement différente à des hauteurs
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différentes et que par conséquent dans les basses régions un plus grand poids d'air parviendrait au moteur que dans les régions élevées, de sorte que lors du vol dans les basses régionsil se produirait une surcharge dangereuse et nuisible du moteur tandis que la charge dans les régions élevées est normale. Le but de la présente invention est le réglage automatique de la pression de charge.
Par rapport aux dispositifs connus employés dans ce but, le procédé suivant la présente invention se distingue par le fait que le réglage est produit d'une part par la pression'atmosphérique et d'autre part par la pression dans la conduite d'aspiration ou d'admission du moteur, c'est à dire à la fois sous la dépendance de la pression atmosphérique et sous la dépendance de la pression de charge.
Le procédé faisant l'objet de la présente invention est caractérisé par le fait que le réglage se fait en deux phases, et cela par un réglage grossier et par un fin réglage.
Le réglage fondamental approximatif (réglage grossier) est produit par la pression atmosphérique, au contraire, le fin réglage complétant le réglage grossier est assuré par la pression de charge elle-même à régler. Il se produit donc une coopération de la pression atmosphérique et de la pression de charge pour réaliser le réglage.
Les procédés connus dans lesquels le réglage se fait soit; sous la dépendance de la pression atmosphérique, soit seulement sous la dépendance de la pression de charge,ont l'inconvénient qu'ils fonctionnent lentement, ce qui peut provoquer une surcharge momentanée inutile et par conséquent une grande fatigue du moteur et même la rupture de celui-ci. En outre, les dispositifs de réglage fonctionnant seulement sous la dépendance de la pression atmosphérique ont également l'inconvénient qu'ils sont très difficiles à mettre au point.
Suivant la présente invention, ces inconvénients sont évités par le fait que l'on fait coopérer pour le réglage la, @
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pression atmosphérique et la pression de charge. De ce fait, on assure un fonctionnement certain et rapide du réglage de sorte que la durée pendant laquelle le moteur est surchargé peut être notablement raccourcie et qu'une rupture du moteur est également empêchée de façon sûre.
Le dispositif pour la réalisation du procédé consiste en deux organes de réglage se trouvant sous l'action d'une pression constante (par exemple des boites barométriques ou des pistons ou organes analogues soumis à une pression d'huile constante), qui tous deux par l'intermédiaire d'un(ou de plu- sieurs} dispositif (dispositifs) de réglage agissant à la manière d'un servo-moteur, règlent la pression dans la conduite d'aspiration.ou d'admission et limitent de ce fait la charge du moteur.
Les dessins représentent quelques exemples de réalisation de l'invention.
La fig. 1 montre schématiquement le principe de l'objet de l'invention.
On a représenté à la fig. 1 un exemple de réalisation dans lequel le réglage se.fait parla coopération d'une pression de liquide maintenue constante ou d'un moyen analogue, d'une part avec la pression atmosphérique régant à chaque instant et d'autre part avec la pression de charge, tandis que le réglage est amorcé par le mouvement de l'organe de réglage se produisant en cas de rupture de l'équilibre. La limitation automatique de la pression de charge (pression dans la conduite d'aspiration du moteur) peut se faire par un clapet d'étranglement ou un organe analogue placé dans la conduite d'aspiration. Une condition qui est imposée dans de semblables régulateurs de charge est que le pilote puisse diminuer à volonté la charge mais ne puisse pas établir une charge plus grande que celle déterminée de prime abord.
L'appareil doit donc limiter seulement la plus grande pression de charge..
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On a prévu à la fig. 1 deux organes d'étrangement parmi lesquels l'organe (clapet ou analogue) à desservir par le pilote est désigné par 59 et l'organe placé sous'l'influence du régulateur par 17. L'organe 17 (clapet d'étranglement ou organe analogue) est actionné d'une part par un organe sous la dépéndance de la hauteur de vol, qui effectue le réglage grossier, d'autre part, par un second organe de réglage qui a seulement pour fonction de corriger le réglage grossier ou de le compléter (fin réglage) lorsque le premier réglage n'établit pas exactement la pression de charge désirée.
Dans l'exemple de réalisation suivant la fig. l, on a disposé dans un cylindre 1 un piston Z qui est pressé vers le haut par un ressort 25. Ce piston est relié à un tiroir à pistons 8 aù point 7 par l'intermédiaire d'une tige 3 et de bielles 4 et d'un levier 5. Le tiroir à pistons 8 peut coulisser dans un cylindre 39 auquel de l'huile ou un fluide analogue est amené par l'ouverture 38 sous pression, tandis que les chambres 40 et 41 du cylindre sont en communication par les canaux 42 et 43 avec des conduites de reflux pour l'huile. Le tiroir à pistons 8 règle non seulement l'arrivée de l'huile dans les chambres 10 et 11 d'un cylindre 12, par les canaux 9 et 9', mais également le départ de l'huile du cylindre 39 par les canaux 42,43.
Dans le cylindre 12 se trouve un piston 13 qui peut coulisser et qui est actionné par la pression d'huile dans l'un ou l'autre sens. Ce piston 13 actionne de son côté par l'intermédiaire de la tige 14 de la bielle 15 et du bras 16, un clapet d'étranglement 17 pouvant tourner sur l'axe 19 et 'qui sert àla limitation automatique de la charge du moteur.
La chambre 22 du cylindre 1 située sous le pistoh 2 est reliée par l'intermédiaire de la tubulure 23 et de la conduite 23' à l'espace 24 de la conduite d'aspiration 18 situé derrière
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le clapet d'étranglement 17. Dans la chambre 26 du cylindre 1 on produit d'une manière quelconque une pression constante d'huile ou d'un liquide analogue. Dans le cylindre 48'est dis- posé un piston 49 qui est pressé vers le haut par un ressort 50. Vers le dessus, ce piston, de même que le piston 2 du cylindre 1, est soumis à une pression maintenue constante (pression d'huile ou d'un liquide analogue).
Le piston 49 est relié par la bielle 51, le levier 52, la bielle 56 et le levier 5 au tiroir à pistons 8. Le levier 52 est relié à l'extrémité de droite, au point 54, à la bielle 15 et au piston 13.
Dans cette forme de réalisation, le régulateur fonction- ne de la manière suivante :
Lorsque l'aéroplane s'élève, la pression atmosphéri- que diminue. La différence entre la pression atmosphérique, qui vient agir sous le piston 49, d'une part, et la pression d'huile constante dans la chambre 26, d'autre part, correspond donc à la différence entre la pression atmosphérique à la sur- face du sol et la pression atmosphérique à l'altitude à la- quelle l'avion se trouve.
La pression d'huile refoule alors le piston 49 vers le bas en comprimant le ressort 50. Le ressort 50 est établi de telle façon (pas et diamètre du fil et nombre de spires) que pour une pression atmosphérique donnée il se comprime appro- ximativement dans la mesure dans laquelle le piston 49 doit être déplacé pour donner au clapet d'étranglement automatique 17, par l'intermédiaire de la bielle ou de l'organe analogue établissant la communication, un réglage angulaire dans le sens de l'ouverture qui maintient la charge à la valeur né- cessaire malgré que la pression atmosphérique est plus pe- tite à cette altitude.
Ce réglage du clapet d'étranglement se fait de la manière suivante : A l'instant où le piston 49 se meut vers
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le bas, l'articulation 53 prend la position 53' tandis que le levier 52 en basculant autour de l'articulation 54 déplace le point d'articulation 55 vers le bas jusque dans la position 55'. Le piston 8 est ainsi, par suite de la liaison des leviers 5 et 52 par la bielle 56, attiré vers le bas d'une quantité correspondant au mouvement du point d'articulation 7 vers 7'.
Par ce mouvement du piston 8 le canal 9' est ouvert et l'huile sous pression entre dans la chambre 11 du cylindre 12 et refoule le piston 13 vers le haut. Lors de son mouvement le piston 13 attire la tige 14 et la bielle 15 vers le haut, de sorte que le point d'articulation 54 de celle-ci se rend vers 54' et que le levier 52 prend la position 52". Ces mouvements ont pour effet que le point d'articulation 55 est ramené de sa position 55' dans sa position initiale 55. Par ce dernier mouvement, l'équilibre est rétabli sous la condition que le clapet d'étranglement automatique prend une position qui assure la pression désirée dans l'espace 24.
Dans ce cas, aussi longtemps que le réglage supplémentaire n'est pas nécessaire, le piston 2 ne joue aucun rôle.
Pour l'obtention de ce résultat, un réglage sensible empirique des bielles de liaisons serait toutefois nécessaire.
Pour cette raison, le réglage=se fait toujours de telle manière que lorsque le piston 49 se trouve dans une position correspondant à une hauteur déterminée, le clapet d'étranglement automatique 17 est un peu plus ouvert que ce qui serait nécessaire pour la conservation de la pression de charge maxima. De ce fait, il s'établit dans l'espace 24 une pression plus grande que la pression désirée.
A cet instant, entre en action le système de réglage supplémentaire. Par l'excès de pression dans l'espace 24 le piston 2 est refoulé vers le haut et produit ainsi,par l'intermédiaire des pièces de liaison, un déplacement du tiroir
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à pistons 8 dans le sens de l'ouverture du canal 9. De ce fait, la pression d'huile vient agir sur la face supérieure du piston 13 et refoule celui-ci vers le bas de sorte que le clapet d'étranglement automatique est actionné dans le sens de la fermeture et cela jusqu'à ce que la pression dans l'espace 24 ait été ramenée de nouveau à la valeur désirée.
Il s'agit donc ici d'une superposition de deux systèmes dont l'un est influencé et entre en action indépendamment de l'autre et en concordance avec la variation de différents facteurs, mais qui actionnent tous deux le clapet d'étranglement automatique 17 et amènent ce clapet d'étranglement dans une position déterminée par l'altitude de vol et la pression de charge.
Ce système se différencie essentiellement des systèmes connus dans lesquels, soit seulement la pression atmosphérique, soit seulement la pression de charge, règle le clapet d'étranglement.
Pour expliquer cette différence, on a représenté à la fig. 2 le même dispositif de réglage pourvu d'une boite barométrique. A la place du piston 2 dans le cylindre 1, on a représenté la boite 2 qui est remplie d'air à la pression qui doit être limitée comme pression de charge. La boite est disposes dans la chambre 1 dans laquelle la pression de l'espace 24 du tube d'aspiration est transmise par la conduite 23' et le raccord 23. A la place du piston 48, on emploie ici la boite 49 qui est remplie d'air à la pression atmosphérique. Pour le reste, tout est identique à la fig. 1.
Le fonctionnement est le suivant : Lorsque l'avion s'élève, la pression atmosphérique diminue. La boite 49 se dilate vers le haut, déplace ainsi le levier 5 autour du centre 37 vers le haut par le fait que le levier 52 bascule vers le haut autour du pivot 54. Le tiroir à pistons 8 se meut vers le haut, fait pénétrer par le canal 9 de l'huile sous pression
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au-dessus du piston 13 dans la chambre 10, de sorte que le piston 13 est déplacé vers le bas, et que le clapet 17 est ouvert. Comme, ainsi qu'on la mentionné précédemment, cette ouverture est trop grande, la pression de charge dans l'espace 24 est trop grande. Cette pression comprime dans la chambre 1 la boite 2 de sorte que le levier 5 tourne autour du centre 6 et que le point 7 est déplacé vers le bas.
De ce fait, le canal 9' pour l'huile sous pression est dégagé et le piston 13 se meut vers le haut, le clapet d'étranglement 17 tourne dans le sens de la fermeture jusqu'à ce que la pression dans l'espace 24 et dans la chambre 1 reliée à celui-ci ait atteint la valeur désirée.
Les avantages du réglage en deux phases par rapport aux dispositifs connus actuellement sont les suivants :
Dans les appareils connus, lors de la manoeuvre avec l'avion, l'opération de réglage durera dans certains cas trop longtemps et le moteur sera par conséquent longtemps surchargé, ces surcharges provoquant dans le cylindre du moteur une pression exagérée, nuisible pour la durée d'existence du moteur. On supposera par exemple le cas suivant : L'avion vole à une hauteur minime et le pilote a limité la charge du moteur par le. clapet d'étranglement 59 actionné à la main, parce que la manoeuvre qu'il effectue l'exigeait. Le clapet d'étranglement automatique 17 est par conséquent ouvert dans les appareils connus, et complètement ouvert.
A l'instant où le pilote ouvre le clapet d'étranglement 59 (clapet actionné à la main) pour atteindre de nouveau la. pleine charge du mo- teur, la charge entrera librement vu que les deux clapets d'étranglement sont complètement ouverts et le moteur sera surchargé aussi longtemps que le dispositif de réglage au- tomatique ne ferme pas le clapet d'étranglement en concordance avec la pression atmosphérique ou la pression de charge.
Le moteur est par conséquent inutilement et dangereusement /
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surchargé pendant tout le temps pendant lequel le clapet d'étranglement est amené de la position pleinement ouverte dans la position correcte et la pression dans l'espace 24 n'est pas réglée à la valeur désirée.
Dans l'objet de la présente invention, lors de la même manoeuvre, le clapet d'étranglement actionné automatiquement est ouvert seulement de la quantité dont il a été déplacé en vue de la correction par le dispositif produisant le fin réglage. il reste par conséquent dans la position qui correspond au réglage grossier (sous la dépendance de la pression atmosph érique). L'augmentation de pression qui est de ce fait provoquée au moment où le pilote ouvre de nouveau complètement le clapet d'étranglement est sans importance et la petite correction de la position du clapet d'étranglement se fait tellement rapidement qu'une surcharge du moteur est évitée de façon sûre et complète.
Suivant la présente invention, on peut employer un clapet d'étranglement automatique indépendant du clapet d'étranglement commandé à la main ou un seul clapet d'étranglement à actionnement combiné. vans le premier cas, le clapet d'étranglement actionné à la main sera disposé derrière le clapet d'étranglement produisant la limitation automatique de l'amenée de gaz (fig. 1 et 2).
Les fig. 3 et 4 montrent un exemple d'un clapet d'étranglement combiné correspondant au dernier cas. Le clapet d'étranglement 17 disposé dans la conduite 18, est solidaire de l'axe 19 et de la roue dentée 63. Deux roues planétaires 64 disposées sur le levier 65 de façon à pouvoir tourner sont en prise d'une part avec la roue dentée 63 et d'autre part avec une roue dentée 66 à denture intérieure qui peut tourner autour de l'axe 19 indépendamment de celui-ci.
Le levier 65, avec les roues planétaires 64, peut tourner li- brement autour de l'axe 19.
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La roue dentée 66 est reliée au levier à main 71 par l'intermédiaire de l'oeillet 68 et de la tige 69. Un ressort 72 attire la roue 63 dans la direction correspondant au ; sens d'ouverture du clapet d'étranglement 17 tandis que le clapet d'étranglement 17 peut être mis dans la position désirée par le levier à main 71. Le mouvement de ce levier 71 est limité par la butée 76 contre laquelle vient s'appliquer le bras 83 du levier 78 placé sous l'action du ressort 79.
Le levier 65 qui porte les roues planétaires 64 est relié par articulation à la tige 15 qui est reliée au piston 13.
Le ressort 20 s'attache au levier 65 et agir. sur le clapet d'étranglement 17 par l'intermédiaire du lester 65, des roues planétaires 64 et de la roue dentée 63 dans le sens de l'ouverture, tandis que le mouvement du levier 65 dans le sens de rotation des aiguilles d'une montre es.t limité par la butée 75. Cette disposition assure un fonctionnement combiné du ré- glage de l'amenée d'air ou de gaz aussi bien arbitrairement par le levier 71 qu'automatiquement par le dispositif de ré- glage.
Sur la fig. 3 du dessin, le levier d'actionnement 71 est représenté dans la position qui correspond à l'ouverture maxima du clapet d'étranglement, délimitée par le dispositif de réglage.
Il est toutefois désiré qu'en cas de besoin une sur- charge momentanée du moteur puisse se produire ; dansce but, on a prévu un dispositif pour permettre au levier 71 un dé- placement à partir de--.la position représentée dans le sens de la flèche 84 et pour augmenter de ce fait l'ouverture du clapet d'étranglement 17. Dans ce but, le levier 78 est abais- sé contre la force du ressort 79 de sorte que le bras 83 de ce levier est amené hors de portée de la butée 76.
Par suite de cette ouverture augmentée du clapet d'étranglement 17, il s'établit, lorsque l'avion ne vole pas /
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à la plus grande altitude, une pression plus grande dans le tube d'aspiration. Par conséquent, le dispositif de réglage automatique entrera en action pour établir la pression prescri- te. Il se produira donc ce que l'on doit éviter précisément dans ces circonstances, car on peut augmenter cette pression de 20 à 25% ou plus.
Pour obtenir l'effet désiré, on peut choisir la dis- position représentée à la fig. 5.
Dans cette disposition, le ressort 25 attire au moyen du levier 5 le piston 2 vers le haut. Ce ressort n'est toute- fois pas attaché à un point fixe mais à un point mobile 86 du levier coudé 85 qui peut tourner autour du point fixe 87. Le levier 85 est relié au moyen de la tige 88 au levier à main 71 de telle manière que lorsque le levier 71 est déplacé dans le sens de la flèche 8 en vue de la surcharge du moteur, le le- vi@r coudé 85 prend la position représentée en pointillé 85'.
De ce fait, le point 86 passe dans la position 86' de sorte que le ressort 25 est détendu. De cette manière, on peut aug- menter la pression régnant derrière le piston 2 d'autant que la force du ressort a été diminuée . Le régulateur fonctionne alors sous l'action d'autres forces qu'en fonctionnement nor- mal, de sorte que le clapet d'étranglement reste dans la po- sition maxima d'ouverture jusqu'à ce que la pression de charge dans l'espace 24 et sous le piston 2 ait atteint la valeur dé- terminée par la diminution de la force du ressort 25. Alors seulement le réglage rentre en action.
La fig. 5 montre également la,:possibilité d'enrichir le mélange en combustible en cas d'une surcharge, ce qui est désiré en cas de grandes charges du moteur. L'enrichissement en combustible s'obtient par le fait que par le déplacement du levier coudé 85 au moyen du levier 89, la soupape à com- bustible 90 est soulevée.
L'avantage essentiel de cette disposition, qui permet
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une surcharge momentanée du moteur, consiste en ce que la surcharge se fait immédiatement sous la commande du pilote, ce qui n'est pas le cas avec les dispositions connues.
Revendications.
1.- Procédé pour le réglage de moteurs d'avions aux différentes altitudes de vol, caractérisé en ce que le réglage est produit par la coopération de la pression atmosphérique et de la pression régnant dans la conduite d'aspiration ou d'admission du moteur, ou de la pression de charge de celui-ci.