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Installation perfectionnée de refroidissement pour moteurs et servo-moteur plus particulièrement destiné à cette installation
Les procédés actuels de régulation de la température des fluides utilisés dans le refroidissement des moteurs à explosions ou à combustion et en général de tout moteur actionnant un véhicule, terrestre. marin ou aérien ne per- mettent pas de régler corrélativement et d'une façon auto- matique le refroidissement et la puissance qu'il nécessite.
En effet,, la réalisation de dispositifs de réglage de température tels que les valves thermostatiques sur les circulations d'eau ou d'huile et les volets thermo-régula- teurs sur le circuit d'air ne modifient pas ou modifient (tans un sens non favorable la puissance dépensée par le refroidissement des radiateurs.
D'autre part, les dispositifs thermostatiquesactuels ne peuvent concilier en même temps une faible inertie
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calorifique, un déplacement sensible, un effort important.
La présente invention a pour objet une installation perfectionnée de refroidissement pour moteurs à explo- sions, combustion ou autres, pour véhicules et autres usa- ges, remarquable notamment en ce qu'elle comporte un régu- lateur de température à servo-moteur permettant en fonc- tion de la température et d'une manière automatique le réglage du débit d'air (ou autre fluide) nécessaire au refroidissement et ce de manière telle que la puissance dépensée pour le refroidissement varie pour une vitesse considérée du déplacement relatif du ou des radiateurs et de l'air dans le même sens que ce débit d'air c'est-à-dire que l'effet utile de refroidissement.
Dans le cas d'un véhicule notamment on peut avantageu- sement adopter l'une ou l'autre des solutions suivantes:
Le (ou chaque) radiateur peut être mobile et dépla- çable en fonction d'une augmentation de la. température de l'intérieur à ]-'extérieur d'un fuselage ou *.arène et in- versement.
Le radiateur peut être fixe par rapport à un fuselage ou carène et combiné avec des volets d'admission d'air à commande automatique pouvant épouser la forme du fuselage ou carène et distribuant l'air sur le: radiateur de telle manière que toute diminution dans le débit de l'air corres- ponde à une amélioration du carénage, c'est-à-dire à une diminution de la puissance dépensée par le déplacement de ce carénage.
Le régulateur à servo-moteur utilisé comporte essen- tiellement: un détecteur composé d'un appareil d'une faible inertie calorifique capable de produire un déplacement ou un effort même faibles sous l'effet d'une variation de la température ou de la viscosité du fluide, (bilame, thermos- tat, valve influencée par la viscosité), un distributeur
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qui a. pour but de distributer au servo-moteur un fluide sous pression (eau, fluide, air) et qui peut être soit le fluide dont on veut régler la température soit un fluide auxiliai- re, un servo-moteur par exemple à cylindre et piston avec ressort de rappel ayant pour but de ramener ledit piston à une position déterminée lors de l'arrêt du moteur,
et un dispositif dtasservissement destiné à lier d'une façon continue le déplacement du piston du servo-moteur au dépla- cement du détecteur,de telle façon que pour chaque positi- du détecteur corresponde une position bien définie de ce piston.
Selon une autre caractéristique importante du régula- teur à servo-moteur, le dispositif dtasservissement com- porte entre le servo-moteur et le distributeur une transmis- sion non rigide à distance par exemple par câble sous gaine flexible, etc..., qui permet, suivant les nécessités de l'encombrement, de placer, au besoin, le servo-moteur et le distributeur lié directement au détecteur en deux en- droits soit éloignés soit non reliables directement par une transmission rigide.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple: la fig.l est une vue, schématique, eh élévation, d'une installation de refroidissement pour moteur d'avion per- fectionnée selon l'invention; la fig.2 est une vue, à plus grande échelle, de lten- semble; la fig.3 est une vue analogue à celle de la fig.l dans le cas d'un radiateur à huile; les figs 4 et 5 sont des vues analogues de deux varian- tes.
Suivant l'exemple d'exécution représenté aux figs 1 et 2, le moteur 1 d'avion est refroidi par la circulation d'eau entre ce moteur et un radiateur 2 sous l'action d'une pompe 3 qui aspire l'eau chaude dans un récipient en chaîne . par
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une tubulure 5, à travers le radiateur 2 et par une tubu- lure 6 et qui refoule vers ce récipient 4 par la tubulure 7 à travers le moteur 1 et par la tubulure 8.
Le radiateur 2 est mobile suivant XX, c'est-à-dire perpendiculairement à la paroi 9 du carter du moteur et il peut occuper toutes les positions entre une position suivant laquelle il est entièrement effacé dans le carter 9 (fig. 2) et la position représentée à la fig,l suivant laquelle il est entièrement dégagé présentant alors à l'air ambiant réfrigérant qui le frappe suivant la flèche f1 sa surface d'échange maximum. Cette surface diminue au fur et à mesure que le radiateur est déplacé dans le sens de la flèche f1 de la position de la fig.l vers la position rentrée de la fig.2 et il en est, bien entendu, de même de l'effet de refroidissement sur l'eau en circulation.
Le radiateur 2, convenablement guidé, est lié par une tige 10 au piston 11 d'un servo-moteur. Le cylindre 12 de ce servo-moteur est fixe et un ressort 13, logé autour de la tige 10 entre le piston 11 et le fond de cylindre correspondant équilibre le poids de ce radiateur 2. Les deux extrémités du cylindre 12 sont reliées par des tubulu- res 14 et 15 au cylindre 16 d'un distributeur dans lequel débouche une conduite 17 d'un fluide comprimé moteur qui peut être par exemple le fluide (eau ou autre) dont on veut régler la température ou un fluide auxiliaire, Aux deux extrémités du cylindre 16 est raccordée une tubulure 18 d'échappement. Dans le cylindre 16 se déplacent deux tiroirs 19 et 20 reliés par une tige 21 et dont l'écartement est tel que lorsque l'un d'eux (20 par exemple ) met la tubu lure 14 à l'échappement,
l'autre (19) met la tubulure 15 en communication avec l'admission, et réciproquement, la posi- tion moyenne représentée des pistons interrompant toute communication entre les tubulures 14, 15 et 17, 18, La tige 21 qui relie les deux pistons est articulée en 22/n
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dehors du cylindre 16 sur un levier 23. Ce levier 23 est articulé à l'une de ses extrémités en 24 sur la tige 25 d'un détecteur thermostatique 26, branché en dérivation par les tubulures 27 et 28 sur la tubulure 5, parcourue par l'eau chaude qui se rend au radiateur 2. Ce détecteur est agencé de telle sorte que la tige 25 se déplace dans le sens de la flèche f3 quand la température baisse dans la tubulure 5.
L'autre extrémité du levier 23 est articulée en 29 sur une tige 30 montée coulissante parallèlement aux tiges 21 et 25 dans le bâti. Sur cette tige 30 est articu- lée en 31 l'une des branches d'un levier en équerre 32, articulé en 33 sur le bâti. Sur l'autre branche de ce le-. vier 32, rappelé dans le sens de la flèche f4 par un res- sort 34 est fixée l'une des extrémités d'un câble 35, sous gaine Bowden 36. Cette gaine 36 est maintenue entre deux butées fixes 37 et 38. L'autre extrémité du câble 35 sort de la gaine 36 et porte un galet 39 qui prend appui sous Inaction du ressort 34 sur une rampe inclinée 40 d'une pièce 41 formant came, fixée sur la tige 10 de piston et participant par conséquent aux déplacements du radiateur 2.
Le fonctionnement est le suivant:
On suppose, pour fixer les idées, le radiateur dans la position entièrement dégagée de la fig.l. Dans ces condi- tions le régime du moteur venant à baisser, la température dans la tubulure 5 diminue. Il est donc nécessaire de remonter le radiateur 2 de manière qu'il fasse moins saillie sous le capot 9. Or, sous l'influence d'une baisse de température de cette eau, le détecteur 26 agit dans le sens f3 sur le point 24 du levier 23. Dans ce mouvement, le point 29 peut être considéré comme fixe; il 's'ensuit que le point 22, articulation de la tige 21 du distributeur, se déplace dans le sens f4.
Le tiroir de distribution (19,20) se déplace également dans le sens f4 de telle sorte que le tiroir 19 met en communication la canalisation d'arrivée de
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fluide sous pression 17 avec la canalisation 15 en rela- tion avec le fond inférieur du cylindre 12 du servo-moteur et que le tiroir 20 met la canalisation 14 aboutissant au fond supérieur du cylindre en communication avec la. cana- lisation d'évacuation 18.
Sous 11-effet de ce déplacement des tiroirs, le piston 12 monte tandis que le ressort 13 se décomprime et efface d'une certaine quantité le radiateur 2. En même temps, le piston déplace la came 41 à profil rectiligne oblique 40 qui lui est fixée. Le déplacement de cette eam.e a pour conséquence de déplacer dans le sens de la flèche f5 le câble. 35. Il en résulte que sous Inaction du levier 32 qui oscille dans le sens de la flèche f6 à l'encontre du ressort 34, le point d'articulation 29 du levier 23 tend à se déplacer dans le sens f7.
Le détecteur ayant une posi- tion définie en fonction de la température de l'eau, le point 24 est alors fixe et le levier 23 pivote autour de ce point en déplaçant le point 22 clans le sens inverse f4, c'est-à-dire en plaçant le tiroir de façon à isoler les di, verses canalisations. Tout reste donc en état jusqu'à nou- vel ordre. S'il se produit alors une élévation de la tempé- rature dans la tubulure 5, le mécanisme fonctionne en sens inverse et le radiateur 2 sort d'une certaine quantité
A chaque instant le radiateur occupe donc entre les deux positions extrêmes représentées aux figs 1 et 2 une position moyenne qui dépend du régime du moteur et de la température ambiante.
Comme on le voit, le câble 35 sous gaine flexible 36 asservit le déplacement du radiateur 2 à celui du détecteur On peut donc maintenir le radiateur à une position d'équi- libre nettement définie, fonction du débit d'air nécessaire à l'évacuation des calories du moteur pour une température déterminée de l'eau.
Puisque la puissance dépensée par le refroidissement
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correspond. à la traînée de la- portion de radiateur exposée en dehors du fuselage et que le débit d'air offert à l'éva- cuation des calories est fonction de la portion du radia- teur en dehors du fuselage, on réalise donc bien une régu- lation de la puissance dépensée en fonction de la tempéra- ture.
La fig.3 représente une application du régulateur à servo-moteur à la régulation de la température de l'huile du moteur. Selon cet exemple d'exécution, le radiateur 42 à huile alimentée par la pompe 43 qui refoule à travers ce radiateur vers le réservoir 44 dans lequel aspire la pompe 45 est placé à la partie inférieure du fuselage 9 par rapport auquel il peut rentrer ou sortir sous la dépen- dance du servo-moteur.
Le servo-moteur est agencé comme dans 1[exemple pré- cédent en combinaison avec le distributeur 16 et le dé- tecteur 26. En outre, il est prévu à la base du fuselage un conduit 46 qui permet d'amener au droit du radiateur
42 dans sa position effacée de l'air qui s'est échauffé d'une manière quelconque par exemple en passant autour du moteur, autour du pot d'échappement, etc.. Ce conduit 46 est normalement obturé par un volet 47 oscillant autour d'un axe fixe 48 et s'abaissant sous son propre poids. Ce volet 47 comporte une patte latérale 49 susceptible d'être rencontrée par un taquet 50 porté par le radiateur 42 lorsque celui-ci arrive dans sa position relevée, ce qui oblige alors le volet 47 à se relever en 47a.
Si l'on suppose le radiateur 42 dans sa position basse par suite de l'élévation de la température de l'huile, lorsque cette température diminue le radiateur remonte dans le fuselage. Pendant une partie de sa course ascen- dante, le faisceau se place derrière le volet 47 abaissé.
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Dans la dernière partie de sa course seulement, ce volet est relevé entièrement en 47a et donne passage à un cou- rant d'air chaud qui est dirigé sur le faisceau.
Ce dispositif permet donc de faire rentrer le radia- teur le plus possible pour diminuer sa trainée puis de n'opérer le réchauffage de l'huile indispensable au bon fonctionnement du moteur et à la sécurité des différents organes qu'au-dessous d'une certaine température de l'huile
Naturellement diverses variantes peuvent être appor- tées aux deux installations ci-dessus décrites.
C'est ainsi que la transmission de la température du fluide au détec- teur peut être réalisée de toute autre manière, par exemple en plaçant le détecteur sur le circuit principal du fluide en amont du radiateur, en ut ili sant le déplacement d'un organe te 1 qu'une membrane manométrique ou un pi ston com- mandés à distance par un thermostat judicieusement placé sur la source chaude, sous l'action de la dilatation d'un liquide, d'un gaz, d'une vapeur. D'autre part, le ressort de rappel 13 peut être placé en dehors du servooteur et agir en un point quelconque de la transmission du mouve- ment du servo-moteur au radiateur.
L'action de ce ressort peut même être telle que, à l'arrêt du moteur ou par suite de la suppression die la pression du fluide utilisé dans le servo-moteur, le radiateur soit dans la position basse.
Les figs 4 et 5 représentent deux variantes dans les- quelles la régulation automatique de la puissance dépensée en fonction de sa température est assurée,le radiateur étant dans une position fixe par rapport à la carène ou fuselage. La variation du débit d'air nécessaire au re- froidissement est alors due au déplacement de volets sous l'action du servo-moteur, ce déplacement correspondant à une variation du carénage du fuselage ou carène, c'est-à- dire à une variation de leur trainée due à la vitesse
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du véhicule.
Dans l'exemple de la fig.4, le radiateur 51 (d'eau ou d'huile) est placé fixe à l'intérieur d'une aile ou d'une cellule d'avion. Il reçoit l'air par une canalisa- tion 52 qui débouche dans une zone de pression sur le bord d'attaque 53, l'air chaud est évacué par une autre canalisation 53a qui sort dans une zone de dépression sur l'intrados. Un volet 54 est disposé à l'entrée du canal 52; ce volet 54 a une forme qui correspond au profil du carénage 53 normalement prolongé sur le canal 52. Ce volet 54 guidé par exemple par des galets 55 ou autrement est- relié par exemple par des bras 56 à un axe d'articula- tion 57 et est entraîné en rotation par un levier 58 relié à la tige 59 du servo-moteur.
Suivant la température du fluide (eau ou huile) cir- culant dans le radiateur 51 le servo-moteur amène le volet 54 plus ou moins au droit de l'entrée du canal 52. On voit que la variation du débit d'air obtenu correspond à une variation de même sens de la puissance dépensée par le refroidissement par suite de l'augmentation corrélative du carénage de l'orifice.
Dans la variante représentée à la fig.5, le radiateur 60 est placé fixe sous un fuselage 9 de telle façon que son maître-couple utile soit, en tout ou partie, à l'intérieur de ce fuselage figuré par la ligne mnpq en élévation. La partie inférieure de ce radiateur est carénée en 61 et le passage d'air ainsi constitué pour assurer le refroidisse- ment est défini par les hauteurs H à l'entrée et H' à la sortie de l'air. Dans le cas de cette variante, la portion de faisceau offerte à l'action de l'air avec la hauteur H est, par exemple, suffisante pour assurer le refroidissement
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minimum possible en utilisation.
Autour d'axes 62 et 63 sont articulées des portions de fuselage 64 et 65, de telle sorte qu'on peut les relever comme représenté, de cet te façon le maître-couple total du faisceau est soumis à Inaction de l'air. A ce moment, les entrées et sortie de l'air sont devenues H1 et H'1. Les parties mobiles 64 et 65 sont par une commande convenable, reliées au servo- moteur à régulateur de température. On a ainsi, par la. variation des sections de passage d'air en fonction de la température, réalisé un réglage du refroidissement en même temps que de la puissance dépensée, celle-ci étant minimum. pour les positions abaissées 64a et 65a des volets qui correspondent au carénage optimum.
Naturellement l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple. Ces divers modes de réalisa- tion peuvent éventuellement être combinés entre eux. Bien entendu l'invention est applicable au cas d'installations fixes, la circulation d'air de refroidissement étant assu- rée par un moyen mécanique quelconque dont la puissance nécessaire est suivant l'invention, proportionnelle à chaque instant la réfrigération désirée.
L'invention vise également dans ses diverses applica- tions le servooteur avec distributeur reliés à distance par flexible ou autre moyen hydraulique, électrique, etc..., cet ensemble étant considéré en soi.