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" Mécanisme de démarrage pour moteurs à combustion interne réversibles. "
La présente invention est relative à un mécanisme de démarrage pour moteurs à combustion interne réversibles, dans lequel un seul et même organe de manoeuvre peut être éloigné d'une position médiane correspondant à l'arrêt du moteur, d'un coté ou de l'autre de cette position, pour provoquer, au moyen d'air comprimé, d'un coté, le démarrage en avant, de l'autre côté le démarrage en arrière et pour augmenter le débit des pompes d'injection de combustible au fur et à mesure qu'il s'éloigne de sa position médiane,d'un coté ou de l'autre de cette position.
On oonnait des moteurs de ce genre dans lesquels deux soupapes alimentent en air comprimé un ou des servo- moteurs qui provoquent le démarrage. L'une de ces soupapes sert pour le démarrage dans un sens, dénommé dans le présent mémoire " démarrage en avant " et l'autre pour le démarrage h
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en sens opposé, dénommé dans le présent mémoire démarrage en arrière ". Chacune d'elles n'est actionnée que quand on amène l'organe de manoeuvre à fond de course dans le sens convenable.
Pour faire cesser le démarrage à l'air comprimé, il faut ramener l'organe de manoeuvre vers sa position d'arrêt.
Or, ppur permettre un ralentissement progressif du moteur quand on ramène l'organe de manoeuvre vers la position d'arrêt, on a prévu de réaliser, au cours de ce dernier dépla- cement, des injections qui décroissent depuis le maximum jusqu'à 0.
Il en résulte que lorsqu'on a effectué le démarrage à l'air comprimé, on est obligé de passer par la position d'injection maximum avant d'atteindre une position correspondait à une vitesse réduite à laquelle on désire que le moteur fonc- tionne. Même en faisant franchir rapidement à l'organe de manoeuvre toute la région pour laquelle le couple moteur est plus grand que celui désiré, on ne peut éviter un à-coup nuisible à la douceur de la manoeuvre.
La présente invention a comme objet un mécanisme de démarrage qui évite cet inconvénient bien que toute la manoeuvre soit effectuée par un organe unique.
A cet effet, le mécanisme selon l'invention est caractérisé par deux capacités variables, dénommées ci-après "capacité avant Il et " capacité arrière " , par une paroi mobile dans chacune de ces capacités afin de faire varier le volume de celles-ci et reliée à l'organe de manoeuvre susdit de telle manière que le déplacement de celui-ci, à partir de sa position médiane d'arrêt, dans le sens provoquant le démarrage en avant, produise une diminution du volume de la capacité avant tandis que son déplacement , à partir de sa position médiane d'arrêt, dans le sens provoquant le démar- rage en arrière , produit une diminution du volume de la
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capacité arrière,
par un dispositif actionné par la pression régnant dans la capacité avant lors du déplacement de l'organe de manoeuvre qui produit la diminution du volume de cette capacité pour déclencher , par l'intermédiaire d'au-moins un servo-moteur à air comprimé, le processus de démarrage en avant, par un second dispositif de ce genre actionné par la pression régnant dans la capacité arrière lors du déplacement de l'organe de manoeuvre qui produit la diminution du volume de cette dernière capacité pour déclencher, par l'intermédiaire d'au moins un servo-moteur à air comprimé, le processus de démarrage en arrière, par une pompe volumétrique à liquide actionnée par le moteur quand celui-ci tourne en avant et qui aspire dans la capacité avant pendant le déplacement de l'orga- ne de manoeuvre dans le sens correspondant à la marche en avant,
par une pompe volumétrique à liquide actionnée par le moteur quand celui-ci tourne en arrière et qui aspire dans la capacité arrière, pendant le déplacement de l'organe de manoeuvre dans le sens correspondant à la marche en arrière, et par des moyens permettant à la pompe aspirante en fonction, d'aspirer du liquide en dehors des,=périodes pendant lesquelles l'organe de manoeuvre provoque une diminution du volume de la capacité dans laquelle la pompe aspire.
Avec un mécanisme de ce genre, quand on amène l'organe de manoeuvre de sa position d'arrêt par exemple vers une posi- tion de marche en avant, on provoque une pression dans la capa- cité avant puisque la tendance à la diminution du volume de cette capacité n'est pas accompagnée d'une diminution de la quantité de liquide qu'elle contient, par le fait que la pompe qui aspire dans oette capacité n'est pas encore entraînée par le moteur. Par conséquent, on actionne le dispositif qui déclenche le processus de démarrage à l'air comprimé.
Ce mode de démarrage subsiste aussi longtemps qu'on exerce la pression
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dans la capacité variable et par conséquent, même pendant le temps où les pompes à combustible mises en mouvement par le moteur envoient déjà effectivement dans oelui-ci un débit de combustible d'autant plus grand que l'organe de manoeuvre est plus éloigné de sa position d'arrêt.
Si on cesse de déplacer l'organe de manoeuvre vers l'avant, l'aspiration de la pompe volumétrique dans la capacité variable fait disparaître la pression dans celle-ci et, par conséquent, provoque la suppression du démarrage à l'eil comprimé. Pendant l'arrêt de l'organe de manoeuvre, la pompe susdite peut continuer à être entraînée par le moteur grâce aux moyens supplémentaires qui sont prévus pour permettre une aspiration de ce genre quand la capacité variable correspondante ne diminue pas de volume.
Le fonctionnement qui vient d'être décrit aurait lieu d'une façon semblable si l'organe de manoeuvre était déplaoé dans le sens de la marche arrière à partir de sa position médiane.
Suivant une forme de réalisation particulière du mécanisme suivant l'invention, les deux parois mobiles susdites sont reliées à l'organe de manoeuvre de façon à être déplacées simultanément de manière telle que le déplacement de l'organe de manoeuvre à partir de sa position médiane d'arrêt , dans le sens provoquant le démarrage en avant, produire une dimi- nution du volume de la capacité avant en même temps qu'une augmentation correspondante du volume de la capacité arrière tandis que le déplacement de cet organe, à partir de sa position médiane d'arrêt, dans le sens provoquentle démarrage en arrière, produit une diminution du volume de la capacité arrière en même temps qu'une augmentation correspondante de la capacité avant.
Une variante avantageuse de cette forme de réali- sation est caractérisée par l'emploi d'une seule pompe
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volumétrique à liquide actionnée par le moteur et qui aspire dans la capacité avant et refoule dans la capacité arrière quand le moteur tourne en avant tandis qu'elle aspire dans la capacité arrière et refoule dans la capacité avant quand le moteur tourne en arrière et par des moyens permettant à cette pompe de refouler du liquide en dehors des périodes pendant lesquelles l'organe de manoeuvre provoque une aug mentation du volume de la capacité dans laquelle la pompe refoule.
Dans le cas où le moteur comprend des soupapes de retenue qui sont intercalées entre des soupapes de démarrage commandées et les cylindres moteurs et qui, lôrs d'un renversement du sens de marche, sont maintenues ouvertes pendant la période de freinage à l'air comprimé qui précède éventuellement le démarrage à l'air comprimé en sens inverse, au moyen de servo-moteurs aliments eux-mêmes en air comprimé, l'alimentation de ces servo-moteurs en air comprimé est avantageusement contrôlée par un dispositifpouvant être mis en action par la pression régnant, soit dans l'une,
soit dans l'autre des capacités variables et être mis hors d'action par obturation de la conduite qui le faisait communiquer avec celle des capacités variables qui était sous pression et par ouverture d'une conduite d'échappement sous le contrôle de l'organe de manoeuvre dès que la pompe volumétrique à liquide aspirant dans la capacité variable de même nom que le sens de rotation désiré a permis de déplacer un peu l'organe de manoeuvre dans le sens des injections croissantes.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la descriptions des dessins annexés au présent mémoire, qui représentent schématiquement , et à titre d'exemple seulement, une forme de réalisation du mécanisme de démarrage suivant l'invention.
La figure 1 représente schématiquement , en
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élévation, un moteur pourvu d'un mécanisme de démarrage suivant l'invention.
La figure 3 représente, à plus grande échelle et en coupe verticale, une partie du mécanisme représenté à la figure1.
Dans ces deux figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Un moteur à combustion interne réversible 2 est équipé d'un mécanisme de démarrage dont les principaux organes sont montés dans un carter 3. Ce mécanisme comprend un organe de manoeuvre 4 se présentant sous la forme d'un levier solidaire d'un pivot 5. Ce levier 4 est représenté dans une position médiane correspondant à l'arrêt du moteur 2. Il peut être déplacé d'un côté ou de l'autre de cette position suivant le sens de la flèche X ou de la flèche Y pour provoquer, au moyen d'air comprimé, soit le démarrage en avant, soit le démarrage en arrière, et pour augmenter le débit des pompes d'injection de combustible au fur et à mesure qu'il s'éloigne de sa position médiane de d'un coté ou/l'autre de cette position.
Les pompes d'injection de combustible sont désignées à la figure 1 par 6. Elles sont reliées entre elles par une liaison mécanique 7 aboutissant à un levier 8 calé sur un pivot 9 (figures 1 et 2) sur lequel sont calés, d'autre part, deux bras 10 et 11 (figure 2). Le bras 11 est soumis à l'action d'un ressort 12 qui tend à déplacer la liaison mécanique 7 de façon à augmenter de plus en plus le débit des pompes à combustible 6 lorsque celles-ci fonctionnent et lorsque le pivotement du pivot 9 dans le sens de la flèche Z est permis. Ce pivotement est empêché plus cu moins par le fait que lo bras 10 bute contre une came 13 calée sur le pivot 5 du levier de manoeuvre 4.
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Dans la position représentée à la figure 2, le débit des pompes à combustible est nul. A cause de la forme de la came 11, ce débit peut augmenter depuis zéro jusqu'au maximum quand on déplace le levier 4 à partir de sa position médiane jusqu'à fond de course, soit dans le sens de la flèche X, soit dans le sens de la flèche Y.
Supposons que l'organe de manoeuvre 4 soit déplacé dans le sens de la flèche X correspondant à la marche avant. Par ce déplacement, ce levier entraîne en même temps un bras 14 relié par une bielle 15 à une paroi mobile constituée par un piston 16 qui se déplace dans un cylindre 17. Le piston 16 et le cylindre 17 forment au- dessus de ce piston une capacité variable 18 dénommée ci- après "capacité avant" et dont le volume diminue au cours du déplacement du levier 4 qui vient d'être envisagé.
Cette capacité est entièrement remplie d'un liquide, par exemple d'huile de graissage. Le cylindre 17 est pourvu d'une conduite 19 par laquelle le liquide de la capacité 18 peut s'échapper aussi longtemps que l'orifice d'entrée 20 de cette conduite n'est pas obturé par le piston 16.
Lorsque cette obturation est effectuée, le liquide dans la capacité 18 est mis sous pression et refoule un piston 21 contenu dans un cylindre 22 prolongeant le cylindre 17. Ce piston 21 est sollicité vers le bas par un ressort 23 mais est arrêté dans ce sens par une embase 24.
Lorsque le piston 21 est forcé à se mouvoir vers le haut, il repousse un piston-plongeur 25 qui, dans la position représentée, se trouve à faible distance de la queue 26 d'une soupape 27 appliquée sur son siège par un ressort 28. Dans le piston-plongeur 25, est ménagé un canal 29 débouchant, d'une part, dans une chambre 30 à l'extrémité supérieure 31 de ce piston et d'autre part, en 32 dans l'atmosphère. L'extrémité supérieure 31 du
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canal 29 est obturée par la queue de la soupape 27
25 lorsque le piston-plongeur écarte celle-ci de son siège.
La soupape 27 contrôle le passage d'air com- primé contenu dans une conduite 33 (figures 1 et 2) en communication avec un réservoir 34,vers la chambre 30 qui communique par un tuyau 35 avec au moins un servo-moteur à air comprimé 36 provoquant le démarrage en avant lors- qu'il est alimenté.
Dès que le piston 21 a franchi la course qui lui est laissée libre, tout mouvement du levier 4 dans le sens de la flèche X est bloqué, mais le maintien sous pression du tuyau 35 a pour effet de faire démarrer le moteur 2 en avant. De ce fait, une pompe volumétrique à liquide 57 (figure 2) se présentant, par exemple, sous la forme d'une pompe à engrenage, est mise en mouvement. La mise en mouvement est réalisée, par exemple, comme représen té à la figure 2, par l'intermédiaire d'une chaîne 38 passant, d'une part, sur une roue dentée 39 calée sur l'arbre d'une des roues de la pompe 37 et, d'autre part, sur une roue dentée 40 reliée mécaniquement à l'arbre du moteur 2.
Si on suppose que, pour la marche en avant du moteur 2, la pompe 37 tourne dans le sens indiqué par la flèche R de la figure 2, cette pompe aspire le liquide contenu dans la capacité uvant 18 par l'intermédisire d'une conduite 41. Si l'on r'a pas cessé d'appuyer sur le levier de manoeuvre 4 dans le sens de la flèche X, le piston 16 reprend son mouvement ascensionnel et maintient la pression dans cette capacité. Par conséquent, le processus de démarrage à l'air comprimé continue. La con- tinuation du mouvement du levier de manoeuvre 4 dont la came 13 est solidaire, produit un accroissement graduel du débit des pompes à combustible 6.
Lorsque ce débit
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répond à la puissance que l'on délire faire développer par le moteur, on immobilise le levier de manoeuvre 4.
De ce fait, la pression dans la capacité avant 18 est immédiatement supprimée, le piston 21 reprend sa position de repos représentée à la figure 2 et l'admission d'air comprimé dans les cylindres du moteur est interrompue,
Pour permettre à la pompe 37 de continuer à aspirer du liquide lorsque le volume de la capacité 18 ne décroît plus, on branche sur la conduite d'aspiration 41, un clapet 42 permettant à la pompe d'aspirer librement du liquide contenu dans une bâche d'alimentation 43.
Pour faire ralentir le moteur ou pour l'arrê- ter, il suffit de réduire ou de supprimer le débit de combustible en ramenant le levier de manoeuvre 4 vers sa position médiane ou jusque dans cette position.
Si le moteur est particulièrement difficile à lancer, par exemple à cause du froid ou par suite d'un déréglage de l'injection, on peut maintenir le processus de démarrage à l'air comprimé même lorsque le débit de combustible est maximum, grâce au fait qu'on peut amener le levier 4 au delà de la position d'injection maximum du combustible de façon que le piston 16 actionne mécani- quement le piston 21 par un prolongement 44 qu'il présente.
Pour faire démarrer le moteur en arrière, on déplace le levier de manoeuvre 4 dans le sens de la flèche Y à partir de sa position médiane d'arrêt. Ce démarrage est effectué grâce à une série d'éléments qui sont en tous points semblables à ceux qui viennent d'être décrits à propos du démarrage en avant. A cet effet, le levier 4 entraîne un bras 45 relié par une bielle 46 à un piston 47 mobile dans un cylindre 48. Le piston 47 et le cylindre 48 forment au-dessus de ce piston une capacité 49 dénom- mée ci-après "capacité arrière", dont le volume diminue
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au cours du déplacement du levier 4 qui vient d'être envi- sagéa Cette capacité est entièrement remplie de liquide, par exemple,d'huile de graissage.
Les éléments désignés par 50 à 63 correspondent respectivement aux éléments semblables désignés par 19 à 32, Leur numéro de référence est donc supérieur de 31 à celui des éléments 19 à 32 qui ont été décrits ci-avant.
Les éléments 64 et 65 correspondent respective- ment aux éléments 35 et 36.
Le tuyau 64 aboutit à au moins un servo-moteur 65 provoquant le démarrage en arrière. La pompe volumétri- que à liquide qui aspire le liquide dans la capacité arrière 49 lorsque le moteur tourne en arrière 'est, dans la forme de réalisation représentée, la même que celle qui aspire le liquide dans la capacité avant 18 lorsque le moteur tourne en avant. De ce fait, lorsque cette pompe volumé- trique unique aspire dans la capacité avant, elle refoule dans la capacité arrière et lorsqu'elle aspire dans cette dernière capacité, elle refoule dans la capacité avant.
Il est à remarquer que cette pompe peut continuer à refou- ler du liquide dans l'une ou l'autre des capacités 18 et 49, même lorsque le volume de la capacité considérée n'aug- mente pas, par le fait que le liquide refoulé dans cette capacité peut s'échapper dans la bâche d'alimentation 43, soit par la conduite 19, soit par la conduite 50. Il est à remarquer également que les conduites 19 et 50 servant à l'échappement du liquide refoulé dans la capacité variable par la pompe volumétrique unique, sont obturées sous le contrôle de l'organe de manoeuvre dès le début du déplace- ment de cet organe à partir de sa position d'arrêt, dans le sens provoquant une diminution du volume de la capacité considérée.
Ce contrôle est réalisé, dans la forme de réalisation représentée, par l'obturation des orifices
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20 et 51 dès le soulèvement des pistons désignés respec- tivement par 16 et 47 à partir de la position où ils sont représentés qui correspond à la position d'arrêt de l'organe de manoeuvre 4.
Les éléments 66,67 et 68 correspondent aux éléments 41, 42 et 44.
Dans la forme de réalisation représentée, les deux bras 14 et 45 dont solidaires l'un de l'autre, de sorte que les parois mobiles constituées par les pistons 16 et 47 se déplacent simultanément avec le levier 4. Le déplacement de ce levier à partir de sa position médiane d'arrêt, dans le sens provoquant le démarrage en avant, produit donc une diminution du volume de la capacité avant 18 en même temps qu'une augmentation correspondante du volume de la capacité arrière 49, tandis que le déplacement de ce levier 4 à partir de sa position médiane d'arrêt dans le sens provo- quant le démarrage en arrière, produit une diminution du volume de la capacité arrière 49 en même temps qu'une aug- mentation correspondante de la capacité avant 18.
Supposons que, par suite de l'inertie du volant 69 (figure 1) du moteur 2 ou de l'entraînement de celui-ci par la machine ou le véhicule qu'il vient d'en- traîner, le moteur tourne encore dans un sens, par exemple en arrière, au moment où l'on veut le lancer dans le sens opposé, en l'espèce en avant. La pompe 37 tournant donc dans le sens opposé à la flèche R, envoie du liquide dans la capacité 18 et l'on ne peut pas obturer complètement tout de suite l'orifice 20 de la conduite d'échappement 19.
Mais la pression nécessaire pour agir sur le piston 21 est toutefois créée. Le moteur est donc freiné par admission d'air sur chaque piston moteur pendant la course ascen- dante de ces pistons. On sait que, dans ces conditions, il est utile d'utiliser des soupapes de retenue, telles
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que 70, qui sont intercalées entre des soupapes de déaar- rage commandées disposées dans le carter du moteur 2 (figure 1) et les cylindres moteurs et qui, lors du ren- versement du sens de marche, sont mises hors d'action pendant la période de freinage à l'air comprimé qui précède éventuellement le démarrage à l'air comprimé en sens inverse, au moyen de servo-moteurs, tels que 71, alimentés eux-mêmes en air comprimé.
En effet, si les soupapes 70 je fermaient librement sous l'influence d'une surpression existant dans les cylindres moteurs, l'air introduit pendant que les pistons se rapprochent des culasses ne pourrait refluer ensuite vers le réservoir d'air comprimé et pourrait être comprimé dans ces cylin- dres jusqu'à des pressions tout à fait anormales.
D'ailleurs, si les pistons franchissaient néanmoins leur point mort, la détente de cet air ferait perdre tout l'effet de freinage correspondant à cette compression.
Chaque servo-moteur 71, dont un seul est représenté à la figure 2, comprend un piston 72 mobile dans un cylindre et qui peut être repoussé à l'encontre d'un ressort 73 lorsque de l'air comprimé est admis par une conduite 74ont l'alimentation est contrôlée comme il sera indiqué ci-après.
Lorsque le piston 72 se déplace comme il vient d'être indiqué, il repousse la tige 75 de la sou- pape de retenue 70 et ouvre celle-ci en comprimant un ressort 76. La soupape de retenue 70 est montée en aval d'une chambre 77 dans laquelle débouche une conduite 78 (figures 1 et 2) alimentée en air comprimé par une sou- pape de démarrage située dans le carter du moteur 2 et commandée à partir de l'arbre de distribution par l'un quelconque des mécanismes connus qui assurent l'ouverture de chaque soupape au commencement de la course motrice
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du piston correspondant, et dont les liaisons sont susceptibles d'être modifiées de manière à convenir, soit au démarrage en avant, soit au démarrage en arrière.
Cette modification des liaisons susdites est provoquée, dans la forme de réalisation représentée, à l'intervention de l'un des servo-moteurs 36 ou 65.
La conduite 74 est alimentée en air comprimé à partir de la conduite 33 sous le contrôle d'un dispositif semblable à celui utilisé pour contrôler l'alimentation, soit de la conduite 35, soit de la conduite 64, à partir de la même conduite 33.
Les éléments désignés par les notations de référence 79 à 90 correspondent respectivement aux éléments désignés par les notations de référence 21 à 32. Leur numéro est donc supérieur de 58 à celui des éléments 21 à 32 qui ont été décrits ci-avant.
Le piston 79 est mis en action .par la pres- sion régnant, soit dans la capacité avant 18, soit dans la capacité arrière 49, de la façon suivante : dans le cylindre 80 débouche une conduite 91 en communication avec deux autres conduites 92 et 93 débouchant respecti- vement dans les cylindres 17 et 48. Ces deux conduites 92 et 93 sont disposées de telle manière que, dans la po- sition d'arrêt représentée, les deux extrémités de ces conduites sont obturées par les pistons 16 et 47. Si l'on déplace le levier de manoeuvre 4 dans le sens de la flèche X, de manière à faire monter le piston 16 et à faire descendre le piston 47, la conduite 92 est bientôt mise en communication, par un canal 94 ménagé dans le piston 16, avec la capacité avant 18 tandis que la con- duite 93 reste obturée par le piston 47.
A ce moment, la pression dans la capacité avant 18 est donc transmise à l'intérieur du cylindre 80 et le piston 79 est soulevé.
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Lorsque le piston-plongeur 83 soulève la soupape 85, la conduite 74 est alimentée en air comprimé à partir de la conduite 33 et, par conséquent, la soupape de retenue 70 est éloignée de son siège. Lorsqu'on peut faire monter davantage le piston 16 parce que la pompe 37 aspire dans la capacité avant 18, la communication entre cette capa- cité et le cylindre 80 est supprimée, tandis qu'elle est établie entre ce dernier cylindre et la capacité arrière 49 parce que le piston 47 vient de découvrir l'extrémité de la conduite 93. A ce moment, l'orifice 51 de la con- duite d'échappement 50 est largement ouvert et il n'existe plus aucune pression appréciable dans la capacité arrière 49. Le piston 79 retombe donc et la soupape de retenue 70 est libérée.
Si le déplacement du levier de manoeuvre 4 avait été effectué dans le sens de la flèche Y, la commu- nication entre la capacité arrière 49 et le cylindre 80 aurait été établie par l'intermédiaire d'un canal 95 ménagé dans le piston 47 de manière semblable au canal 94 dans le piston 16.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée à la forme de réalisation représen- tée et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de cer- tains des éléments intervenant dans sa réalisation, sans sortir de la portée du présent brevet, à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications suivantes.
Il va de soi, par exemple, que les parois mobiles qui font varier le volurae des capacités avant et arrière ne doivent pas nécessairement se présenter sous la forme de pistons tels que ceux figurés et que la liai- son entre ces parois et l'organe de manoeuvre pourrait
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être autre que celle décrite ci-dessus. Ces pistons pour- raient être remplacés par des membranes flexibles de forme quelconque.
Le contrôle des communications entre le cylindre 80 et les capacités 18 et 49 ne doit pas nécessairement être effectué par les pistons 16 et 47. Il peut être transféré, par exemple, à un organe distributeur quelconque, un robinet par exemple, relié à l'organe de manoeuvre. Il en est de même du contrôle des orifices 20 et 51.
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