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Mesureur de détonation pour moteurs à combustion
Pour indiquer la détonation dans les moteurs à combustion il' est connu de convertir, au moyen d'un indicateur de pression disposé à l'intérieur du cylindre, les vibrations produites dans le cylindre en oscillations électriques et d'amener à un disposi- tif indicateur les oscillations ayant les fréquences caractéristi- ques de la détonation (2000 à 5000 pér/sec.).
Pour éviter le plus possible que des vibrations parasi- taires ayant la même fréquence, qui n'ont pas été produites par la détonation mais résultent, par exemple, de la fermeture des Soupapes d'entrée et de sortie du moteur, provoquent également une indication, il est connu, en outre, d'utiliser des moyens qui
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ne permettent aux vibrations agissant sur l'indicateur de pression de donner une indication que pendant une partie limitée du cycle du moteur.
Dans un appareil connu de ce genre le dispositif indica- teur n'est relié à cet effet à l'indicateur de pression que pen- dant la période de combustion, par exemple au moyen d'un contact déplacé par le moteur ou bien au moyen d'un contact de relais com- mandé en fonction de la tension d'allumage d'un cylindre autre que celui comportant l'indicateur de pression.
Dans les deux cas, cependant, la commande du contact, par l'intermédiaire duquel l'indicateur de pression et le dispositif indicateur sont accouplés de façon intermittente, entraîne des difficultés de nature pratique.
Dans le premier cas le contact actionné par le moteur implique un accouplement mécanique spécial entre l'axe du moteur et le contact, accouplement qu'on ne peut pas prévoir le plus sou- vent sans intervention d'autres moyens.
Dans le second cas, où l'indicateur de pression et le dispositif indicateur sont reliés en fonction d'une tension ser- vant à l'allumage du mélange gazeux dans un cylindre autre que celui comportant l'indicateur de pression, il n'est pas sûr que le dispositif indicateur soit mis en circuit au moment le plus favorable pour éviter des vibrations parasitaires agissant sur l'indicateur de pression; de plus, la dernière manière de comman- der le contact ne peut être utilisée que pour les moteurs munis de moyens d'allumage.
En outre, il est connu d'établir l'accouplement inter- mittent de l'indicateur de pression et du dispositif indicateur en connectant entre l'indicateur de pression et le dispositif in- dicateur un filtre d'amplitude constitué, par exemple, par un am- plificateur ayant une courbe caractéristique dynamique non-linéaire telle que seules les oscillations, qui se produisent vis-à-vis de pressions élevées correspondant aux pressions de combustion, attei- nent le dispositif indicateur après avoir été amplifiées.
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Toutefois la demanderesse a constaté qu'il se présente alors l'inconvénient que pour un réglage du filtre d'amplitude où l'on obtient une indication correcte de la détonation ayant lieu à l'intérieur du cylindre avec une composition normale du mélange gazeux dans le cylindre, on n'obtient pas une indication correc- te avec une composition modifiée du mélange gazeux où les pres- sions de combustion sont bien inférieures aux pressions normales, comme c'est le cas, par exemple, notamment dans les moteurs d'a- vions se trouvant à une grande altitude.
Conformément à la présente invention on évite les diffi- cultés précitées inhérentes au mesureur de détonation du genre décrit plus haut, en commandant les moyens, qui ne permettent aux vibrations agissant sur l'indicateur de pression de produire une indication, que pendant une partie limitée du cycle du moteur, en fonction de la pression produite à l'intérieur du cylindre de telle façon que seules puissent donner une indication les vibra- tions qui se manifestent à une pression supérieure à une pression proportionnelle à la pression maximum produite à l'intérieur du cylindre.
On peut y parvenir, par exemple en amenant les oscilla- tions prélevées sur l'indicateur de pression à un amplificateur dont le degré d'amplification est réglé, d'une manière bien connue, par exemple, dans l'industrie de la T.S.F. sous le nom de réglage automatique du volume sonore, en fonction des oscillations amenées ayant une fréquence caractéristique pour le cycle du moteur de telle façon que l'amplitude des oscillations amplifiées, qui se produisent à la sortie de l'amplificateur, soit sensiblement cons- tante et donc indépendante de l'amplitude des oscillations emprun- tées à l'indicateur de pression et en amenant les oscillations ainsi amplifiées au dispositif indicateur par l'intermédiaire d'un filtre d'amplitude ayant une valeur seuil constante.
Dans un mode d'exécution du mesureur de détonation fai- sant l'objet de la présente invention on peut atteindre le but envisagé d'une manière particulièrement simple en intercalant en-
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tre l'indicateur de pression et le dispositif indicateur un fil- tre d'amplitude, dont la valeur seuil est proportionnelle à l'am- plitude maximum des oscillations électriques prélevées sur l'in- dicateur de pression.
L'invention va être expliquée avec référence à la fig.l du dessin annexé, qui représente schématiquement la variation d'oscillations électriques, prélevées sur l'indicateur de pression, en fonction du temps et avec référence à la fig.2 qui montre sché- matiquement un mode d'exécution particulièrement avantageux de mesureur de détonation conforme à l'invention.
La fig. 1 représente deux diagrammes, chacun représentant un cycle du moteur, des tensions (e) prélevées sur l'indicateur de pression en fonction du temps (t). Le premier diagramme montre la variation de la pression dans le cylindre pour un mélange ga- zeux normal, où la tension correspondant à la pression maximum produite à l'intérieur du cylindre est de emax, tandis que le deu- xième diagramme montre la variation de la pression pour un mélan- ge gazeux modifié où la tension maximum prélevée sur l'indicateur de pression est de e'max Pour plus de clarté on n'a pas représen- té dans les diagrammes les oscillations caractéristiques de la dé- tonation, ni des oscillations parasitaires ayant une fréquence correspondante.
Dans le cas où, comme dans le dispositif connu précité, on connecte entre l'indicateur de pression et le dispositif indi- cateur un filtre d'amplitude dont la valeur seuil, représentée par el sur la fig. 1, est choisie de telle façon que l'indicateur de pression et le dispositif indicateur soient reliés entre eux pen- dant le temps tl et que l'effet perturbateur d'oscillations para- sitaires soit évité autant que possible de manière à obtenir une indication sûre en ce qui concerne l'intensité des phénomènes de détonation ayant lieu à l'intérieur du cylindre, on n'obtiendra pas une indication sûre dans les conditions représentées par le deuxiè- me diagramme,
parce que dans ce cas l'indicateur de pression et le dispositif indicateur sont accouplés à un moment ultérieur et ne
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sont reliés entre eux que pendant le temps t2, qui est bien infé- rieur au temps ti, de sorte que, si l'intensité des phénomènes de détonation est la même dans les deux cas, le dispositif indicateur, notamment s'il indique l'intensité moyenne des phénomènes de dé- tonation, indiquera une plus faible détonation dans le dernier cas.
Il en résulte que, lorsque dans le dernier cas le processus de combustion à l'intérieur du cylindre est réglé de telle façon que le mesureur de détonation indique une intensité ne dépassant justement pas la détonation maximum admissible, la détonation ayant lieu en réalité à l'intérieur du cylindre aura une intensi- té bien supérieure à l'intensité admissible, ce qui est naturel- lement très indésirable.
Conformément à l'invention on évite cet inconvénient en rendant la valeur seuil du filtre d'amplitude fonction de l'ampli- tude maximum des oscillations prélevées sur l'indicateur de pres- sion.
De la sorte on obtient que, indépendamment de la valeur de la pression maximum ayant lieu à l'intérieur du cylindre, on puisse toujours obtenir une indication sûre en ce qui concerne la détonation et en même temps on puisse éviter autant que possi- ble l'effet d'oscillations parasitaires sur l'indication.
On a trouvé avantageux de donner au filtre d'amplitude une valeur seuil correspondant environ à 1/3 à 1/3 de l'amplitude maximum des oscillations empruntées à l'indicateur de pression.
Dans les diagrammes montrés sur la fig.l la valeur seuil, par exemple dans une condition stationnaire représentée par le pre- mier diagramme, est alors de el et dans une condition stationnaire représentée par le deuxième diagramme elle est de en comme l'in- dique le dessin, où e1 e1, approximativement. emax e'max Sur la fig. 2, qui représente schématiquement un mode d'exécution avantageux du mesureur de détonation conforme à l'in- vention, le chiffre de référence 1 désigne un tube amplificateur, à la grille de commande duquel sont amenées les tensions appli-
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quées aux bornes de jonction 2 et prélevées sur l'indicateur de pression. Le conducteur cathodique du tube 1 comporte une résis- tance 4 shuntée par le condensateur 3.
La résistance 4 fait par- tie d'un potentiomètre 6,4 qui est connecté entre le conducteur d'alimentation positif 5 et la terre et qui imprime à la grille de commande du tube, par l'intermédiaire de la résistance de grille 7, une polarisation de grille négative constante telle que le courant anodique du tube soit sensiblement supprimé. En même temps, cepen- dant, le courant anodique se manifestant à la grille de commande lors de l'amenée d'oscillations électriques provoque une polarisa- tion de grille qui est fonction de l'amplitude des oscillations amenées.
La valeur de la résistance 4 et du condensateur 3 sont choisies de telle façon quela polarisation négative variable ame- née à la grille de commande soit proportionnelle à la valeur moyen- ne du courant anodique du tube, si la grille de commande reçoit des oscillations ayant la fréquence caractéristique du cycle du moteur. Dans ce cas la polarisation de grille négative variable engendrée, qui correspond à la valeur seuil (el et e1, respecti- vement sur la fig.l) du filtre d'amplitude constitué par le tube 1 a alors une valeur qui constitue une fraction approximativement constante de l'amplitude maximum des oscillations amenées à la gril- le.
De la sorte on ne peut prélever sur le circuit anodique du tube 1 que les oscillations amplifiées qui se produisent pendant une partie limitée du cycle du moteur. Ces oscillations seules sont amenées au filtre passe-bande 8, 9 qui livre passage aux fréquences caractéristiques de la détonation et est réglable, de préférence en vue de déterminer la détonation pour des moteurs différents. Les oscillations prélevées sur le circuit 9 sont amenées au dispositif indicateur 11, éventuellement après amplification plus poussée, redressement (10) et égalisation.
On comprendra que la tension seuil variable du filtre d'amplitude, obtenue au moyen du montage montré sur la fig. 2 et
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connu en soi pour détection par l'anode, peut être réalisée aussi d'une autre manière, par exemple en utilisant des montages connus en soi pour détection par la grille ou pour détection diode.
En même temps on peut obtenir une pareille tension proportionnelle à la pression maximum produite à l'intérieur du cylindre en disposant, par exemple, dans l'indicateur de pres- sion en regard du diaphragme un point de contact qui ne touche le diaphragme que dans le cas où une pression minimum déterminée rè- gne à l'intérieur du cylindre. Du fait que le temps pendant le- quel une pression supérieure à une pression déterminée, qui corres- pond, par exemple, à la tension e sur la fig.l, règne à l'intérieur du cylindre, est fonction de la pression maximum (emax sur la fig.
1), la tension se produisant à un condensateur shunté par une ré- sistance de dispersion, lorsqu'il est relié par l'intermédiaire du contact précité et d'une résistance à une source de courant continu ayant une tension aux bornes constante sera fonction de la pression maximum produite à l'intérieur du cylindre en cas d'un choix convenable des valeurs du condensateur et des résistances.
Dans les modes d'exécution précités de dispositifs con- formes à l'invention l'accouplement intermittent entre l'indica- teur de pression et le dispositif indicateur s'établit au moyen d'un filtre d'amplitude. Toutefois, l'accouplement intermittent peut aussi être établi d'une autre manière, par exemple en connec- tante entre un réseau sélectif pour des oscillations ayant des fré- quences caractéristiques pour la détonation et le dispositif indi- cateur, un redresseur sec ou un redresseur-diode,
entre l'anode et la cathode duquel règne une tension continue proportionnelle à la pression maximum produite à l'intérieur du cylindre en combinaison avec des tensions prélevées sur l'indicateur de pression ayant une fréquence qui est caractéristique du cycle du moteur et de polari- sation opposée de telle façon que le redresseur ne soit conducteur que pendant le temps où la pression à l'intérieur du cylindre dé- passe une pression proportionnelle à la pression maximum, et donc
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seules les oscillations ayant des fréquences caractéristiques de la détonation, qui se produisent pendant ce temps, puissent donner une indication.
Vis-à-vis d'autres modes d'exécution, tombant sous le coup de l'invention, pour atteindre le but envisagé le mode d'exé- cution montré sur la fig. 2 présente l'avantage d'être extrêmement simple et très peu coûteux.