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"COMMANDE DEb D'UN MOTEUR A PISTONS LIBRES"
La présente invention est relative aux dispositifs d'équilibrage des pressions, utilisable. en combinaison avec des muteurs du type a pistons libres.
La prévenue invention est relative en particulier à l'utilisât tion d'un moteur a combustion interne du type à pistons libres pour fournir desgaz chauds sous pression servant a actionner une turbine ou,pour d'autres applications. La puissance du moteur est utilisée pour refouler de l'air dans un réservoir de balayage d'où il va balay er la chambre de combustion en allant, au sortir de celle-ci, avec les produits de la combustion,dans une turbine ou autre dispositif, et d'utilisation des gaz d'échappement.
Dans ces moteurs, on a trouvé qu'il était particulièrement intées sant, pour avoir un fenctionnement cunvenable, de faire en sorte que les pistons libres produisant non seulement une pression de rebondissement ou de rappel direct, une pression de compression et une pression dans le réservoir de balayage, comme cela a été fait jusqu'ici, mais encore une pression de rebondissement ou de rappel inverse et règlent ces pressions
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de façon à maintenir entre elles un rapport convenablesEtant donné que le mouvement des pistons dépend du rapport des pressions tendant à les déplacer en sens opposé, il est nécessaire, pour avoir un fonctionnement correct,
de maintenir un rapport approprié entre ces différentes pressions, et d'augmenter ou de réduire la pression de rappel directe conformément à une variation de tout ou partie des autres pressions .
On voit que toute variation de la pression contre laquelle se fait l'échappement, modifie la pression dans le réservoir de balayage ce qui, à son tour, modifie la longueur de la course, la pression moyenne dans le compresseur, la pression de rappel directe et la pression de rappel inverse. De même, tout changement dans la consommation de combustible à chaque course, modifie la course et chacune des pressions entrant en jeu, au moins dans une certaine mesure. De même, incidemment, des variations dans le fonctionnement du moteur dues à une augmentation ou une diminution du frottement, des variations dans le passage du gaz pour une raison quelconque, des changements de température, etc... provoquent des changements de pression.
Evidemment, on peut modifier la puissance du moteur en modifiant l'alimentation en combustible. 'loutefois, la course a tendance à varier avec la quantité de combustible consommée à chaque course et, étant donné que les orifices d'échappement et d'admission sont dans des positions fixes, la course doit avoir une certaine longueur pour que ces oripuissent fonctionner de façon satisfaisante. Ceux-ci donnent une limite inférieure pour la variation de combustible sans autres réglages.
De même, la longueur des cylindres impose évidemment des limites supérieures à la commande par la quantité de combustible seuls.
La présente invention est relative à un dispositif et à un procédé permettant de régler un moteur de ce type en pouvant obtenir une variation relativement grande, à volonté, dans la puissance, tout en continuant à fonctionner entre des limites rapprochées en ce qui concerne lespressions de gaz d'échappement.
L'invention a encore pour but : d'obtenir une marche à vide du moteur avec un minimum de combustible à chaque course et un minimum de fréquence de course lorsque la puissance n'est pas utilisée ; de régler la fréquence pour la puissance maximum normale ou au
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voisinage de celle-ci sans variation dans le débit du combustible lors de chaque course ou sans variation excessive de la course elle-même, en réglant les pressions maximum de rappel direct et inverse ; de faire que le moteur donne du gaz pendant des périodes de temps limité, en excédant de celui-qui est fourni pour la puissance maximum normale ;
de donner un régulateur pouvant être actionné à la main, au moyen duquel la pression de npppel inverse de pointe est maintenue automatiquement sensiblement constante, pour des cycles successifs, à la valeur choisisede la pression déterminée par le régulateur ; d'avoir un régulateur automatique maintenant la relation convenable des pression-, y compris les pressions maximum de rappel direct et inverse, la pression de compresseur mesurée et la pression du réservoir de balayage, pendant tous les temps de fonctionnement du moteur, depuis la marche à vide jusqu'à la puissance maximum ;
d'avoir un régulateur augmentant ou diminuant automatiquement la pression maximum de rappel direct de manière à rétablir la relation convenable entre les pressionslors d'un changement dans la pression ma- ximum de rappel direct, la pression de compresseur moyenne et la pression de balayage; d'obtenir un état de fonctionnement efficace et convenablement équilibré du moteur à l'aide des pressionêngendrées dans le moteur, plutôt qu'au moyen d'un dispositif. indépendant ; d'avoir des dispositifs permettant d'obtenir et d'immagasiner de l'air a pression élevée fourni par le moteur et que l'on peut utiliser pour des applications auxiliaires, par exemple le démarrage du moteur.
Pour cela, la présente invention vise un moteur a combustion interne à pistons libres comportant une chambre de rebondissement ou de rappel normalement fermée, et un dispositif de commande réglant la pression dans cette chambre en la faisant communiquer avec ure source de gaz sous pression plus élevée que celle qui règne dans cette chambre ou en réduisant la pression à une valeur inférieure,
Sur les dassins annexés :
La figure 1 est une vue schématique d'un générateur de gaz constitué par un moteur à combustion interne à pistons libres muni des diffé-
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rents dispositifs de commande selon l'invention, certaines parties étant en arrachement.
La fig. 2 est une vue schématique, à plus grande échelle, du moteur avec les régulateurs de pression de rappel direct et de rappel inverse associés a lui, certaines parties du moteur étant en arrachement et enlevées.
La fig. 3 est une coupe de détail à plus grande échelle du régulateur de pression de rappel direct.
La fig. 4 est une coupe de détail à plus grande échelle du régulateur de pression de rappel inverse.
La fig. 5 est une coupe de tétail à plus grande échelle de la pompe d'alimentation en combustible.
La fig. 6 est un schéma d'un moteur à pistons libres analogues à celui desfigs. 1 et 2, avec variante de la commande de la pression.
Le moteur à pistons libres 1 représenté shhématiquement comporte un carter 2 formant en son centre chambre de combustion 3 et muni, sur chacun de ses cotés opposés, d'un cylindre de compression d'air 4. A l'extrémité extérieure de chacun de ces cylindres se trouve une chambre de rappel direct 5. Des pistons opposés 6,6 travaillent dans la chambre de combustion 3 et chacun d'aux est solidaire d'un piston de compression d'air 7 foncGionnant dans le cylindre correspondant 4. Chacun des pistons 7 divise son cylindre en une chambre de compression 4a et une chambre de pression de rappel inverse 4b. Il est muni d'un piston 8 faisant saillie sur sa face extérieure et pénétrant dans la chambre de rappel direct respective 5.
Les chambres de rappel direct sont reliées par un tuyau d'égalisation 10 et une chambre auxiliaire 10a à chaque extrémité. Un réservoir de balayage 11 comporte une liaison 12 avec une extrémité de la chambre de combustion 3 de telle sorte que l'extrémité du cylindre de cette dernière est découverte par le piston 6 à la fin de sa course motrice ou d'expansion. Il y a un passage d'échappement 13 au voisinage de l'autre extrémité de la chambre de combustion en un endroit tel qu'il est découvert par le piston de fermeture 6 au voisinage de l'extrémité de la course motrice ou d'expansion de ce dernier, mais avant l'ouverture de l'orifice de balayage comme cela est bien connu dans la partie.
Les chambres de
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compression 4a comportent des orifices d'admission 14 commandés par soupapes et. des orifices d'échappement 15 également commandés par soupapes.
Les jeux opposés de pistons sont reliée par un dispositif de synchronisation 16 de façon qu'ils fonctionnent en concordance.,
Les dispositifs de commande comportent un régulateur A maintenant automatiquement la pression maximum de rappel direct de façon qu'il y ait un équilibre convenable entre celle-ci et la pression du réservoir de balayage, la pression maximum de rappel inverse et la pression moyenne du compresseur ; un régulateur B maintenant constance la pression de rappel inverse à la valeur choisie pour laquelle la régulateur est réglé ; une pompe à combustible C commandant l'arrivée du combustible et un dispositif réglant la pressiun dans le réservoir à gaz d'échappement D.
Ces réglages vont être examinés dans l'ordre ci-dessus,
Le régulateur de rappel direct A (fig. 3) comporte un coppa fixe qui peut être divisé en deux parties 21 et 22 associées de façon fixe, la seconde dans l'exemple considéré étant disposes au-dessus de la première et partiellement en porte à faux.
La partie 21 à la forme d'un support ou d'une plate-forme et comporte un montant ou bras 23 en saillie sur elle; vers le haut dans l'exemple considéré portant à son extrémité supérieure un levier d'équilibrage de pression 24, pivotant dans un plan de préférence normal à la surface voisine du support. Ce levier comporte des bras a et b dirigés à l'opposé l'un de 1'autre.
Quatre organes de transmission de puissance 25,26, 27 et 28 qui, dans l'exemple considéré sont des boitas anéroïdes, sont intercalés entre le support 21 eGle levier 24, en étant répartis dans le sens de la longueur du levier, les deux premiers agissant sur le bras a et les deux derniers sur le bras b du levier. Ces boites se dilatent en s'écartant du support 21 vers le levier et chacune d'elles comporte un point de pivotement 29 sur le levier.
L'espacement et les dimensions réelles relatives des boîtes anéroïdes et leurs rôles dépendent évidemment des résultats désirés et des pressions appliquées et ils varient suivant les différents types de moteurs auxquels ils d'appliquent, Entre le support 21 et le levier 24, il y a également un ressort 30 de compensation de la pression qui agit, dans le cas actuel, sur l'extrémité du bras de levier b. Ce
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ressort comporte à une extrémité un pivot de butée portant contre le levier et a son autre extrémité il est porté par une vis de réglage 31 montée dans le support.
Dans l'exemple considéré, la pression d'air dans au moins une des chambres de compresseur 4a communique avec l'extrémité fixe de la boîte 25 par une conduite 34 traversant le support 21 et munie d'une soupape de retenue 35, s'ouvrant en direction de la boite, et d'un pointeau 36. La conduite 34 comporte également une conduite de retour 37 by- ppssant les obturateurs 35 et 36 et dans laquelle se trouve un pointeau 38.
Les chambres de rappel inverse 4b du moteur communiquent entre elles par une conduite 39 et cette conduite est en communication avec l'intérieur de la boîte 26 par une conduite 40 traversant le support 21 et comportant une soupape de retenue 41 ouvrant vers la boite. Cette conduite comporte également un passage de retour by-passant la soupape et commandé par un pointeau 43. La pression dans les chambres 4b et la conduite 39 est commandée par le régulateur B comme on le verra ci-dessous.
La pressiun dans la boite 27 est maintenue sensiblement à la valeur de la pression maximum dans la chambre de rappel direct 5 du moteur par ure conduite 44 allant a la conduite de liaison 10. Cette conduite 44 passe à yravers la partie 22 du régulateur dans laquelle se trouve un dispositif d'égalisation de pression pour cette conduite, fonctionnant en combinaison avec les mouvements non équilibrés du levier 24. Dans l'exemple considéra. la conduite 44 passe à travers une chambre 45 d'égalisation de pression de la partie 22 et une soupape de retenue 46 est placée dans la conduite, entre cette chambre et la boîte 27, en ouvrant vers la boîte. Dans la conduite 44, il y a un passage de retour 47 by-passant, la soupape de revenue 46 et dans lequel se trouve un pointeau 48.
La chambre 45 communique avec une source appropriée d'alimentation en air à haute pression par un passage 50 commandé par une soupape de retenue 51 débouchant vers l'intérieur. De cette chambre part également un passage d'échappement 52, normalement fermé par une soupape de retenue 53 ouvrant vers l'intérieur et une soupape de retenue 54 ouvrant vers l'extérieur. Chacune de ces soupapes est normalement appliquée sur son siège par un ressort exerçant une pression déterminée.
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Les tiges des soupapes 51 et 53 font saillie dans une chambre 55 de la partie 22 et elles y sont fixées à l'extrémité libre ou mobile de boîtes anéroïdes respectives 56 et 57, lesquelles communiquent, à leurs extrémités opposées, par des ouvertures respectives 58 et 59, avec une chambre 60. Dans cette chambre, va et vient un tiroir 61 qui est normale- ment maintenu en position extérieure par un ressort 62 monté dans l'extré mité intérieure de la chambre et dont l'extrémité extérieure vient buter contre l'extrémité du bras de levier b en opposition à la poussée exercée sur ce bras par les boites 2)? et 28 et le ressort 30.
Le tiroir comporte une partie centrale découpée coopérant avec la chambre 60 pour former une chambre de pression 63 communiquant par un passage 64 avec une source d'alimentation en fluide sous pression, de préférence de l'huile.
On voit que les liaisons des chambres de rappel direct avec la boîte 27 et des chambres de rappel inverse, avec la boite 26, au moyen de soupa- pe de Devenue et de robinets d'échappement, sont telles que l'on atteigne approximativement les pressions maximum dans ces chambres de rappel, à cha- que course, le passage effectif d'admission du gaz aux boites étant beau- coup plus grand que celui qui permet leur échappement.
La pression dans le réservoir du balayage est si voisine d'une pression constante lorsque le réservoir est de grande dimension qu'il n'y a qu'une liaison directe entre le réservoir et la boite 28, mais si le réservoir, dans une instal- lation particulière, était assez petit pour qu'il en résulte des variation) gênantes de pression dans la boite avec cette liaison directe, il pourrait être prévu une ouverture convenablement limitée de manière à amortir ces variations.
En fonctionnement normal du compresseur, la pression dans celui-ci varie d'une faible valeur pendant le remplissage de la chambre 4a à une valeur élevée lorsque le refoulement commence, la pression pendant le re- foulement restant constante. La liaison de la chambre de compression avec la boite 25 s'effectue au moyen du pointeau 36 de sorte que la pression dans la boite dépend de la durée pendant laquelle la pression de refoule- ment s'exerce et elle est une pression moyenne de la chambre de compres- sion au lieu d'être sensiblement la pression maximum des chambes associées, comme dans le cas des boites 26 et 27. En réglant les pointeaux 36 et 38, un obtient une mesure appropriée de la pression moyenne.
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Dans le fonctionnement du régulateur lorsque le tiroir est dans la position qu'on peut appeler position d'équilibre, pour laquelle le levier 24 est également en équilibre, les deux orifices58 et 59 sont fermés ; ; sile tiroir se déplace vers l'extérieur à partir de cette position du fait d'un déplacement vers l'intérieur de l'extrémité du levier portant sur lui, l'orifice 58 est découvert et communique avec la chambre de pression 63 ; si le tiroir se déplace vers l'intérieur à partir de cette position du fait d'un déplacement vers l'extérieur de l'extrémité du levier, l'orifice 59 est découvert et communique avec cet espace.
L'ouverture de l'orifice 58 laisse arriver dans la boite 56 une pression qui est supérieure aux forces de fermeture agissant sur la soupape 51, en provoquant ainsi l'ouverture de celle-ci pour faire arriver de l'air a pression élevée dans la chambre 45, en augmentant ainsi la pression dans la partie de la conduite 44 allant a la boite 27, ce qui fait que cette boite exerce une force de déplacement vers l'extérieur, plus grande et déterminée à l'avance sur le levier. L'air supplémentaire ainsi admis augmente également la valeur de la pression de travail dans la chambre de rappel direct 5 car il y a communication entre ces chambres et la chambre 45 par les conduites 44 et 10.
De même, l'ouverture de l'orifice 59 laisse arriver dans la boite 57 une pression qui est supérieure a la force tendant à maintenir la soupape 53 fermée, de manière à ouvrir cette soupape et à permettre l'échappement d'air de la chambre 45 et, par conséquent, une réduction de pression dans la partie de la conduite 44 allant à la boite 27 ainsi que dans cette boite, réduction qui est suffisante pour surmonter la force de déséquilibrage agissant sur le bras b du levier, ce qui permet à celui-ci de recevoir en position d'équilibre.
Comme les pressions qui règnent dans la boite 27 sont sensiblement les pression=maximum atteintes dans les chambres de rappel direct 5, une réduction de la quantité d'air contenu dans les chambres 5, par l'ouverture de la soupape 53, permet à l'air sous pression contenu dans le boite 27 de s'échapper peu à peu par le pointeau 48 de manière à revenir a une valeur puur laquelle le levier 24 est de nouveau en équilibre. Cène nouvelle valeur de la pression dans la boite 27 est également en équilibre avec la nouvelle valeur des pression maximum obtenues dans la chambre 5.
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La boite 28 communique avec le réservoir de balayage 11 par une conduite 66, de sorte que cette boîte se déplace en fonction d'un chan- gemen de pression dans le réservoir 11. Il est évident, d'après ce qui précède, que dans les conditions de fonctionnement convenable du moteur, la pression moyenne du compresseur d'air et la pression maximum de rappel inverse agissant sur le levier 24 d'un coté de son pivot, par l'intermédiaire des boites 25 et 26 respectivement, sont en opposition avec la pression réglée du ressort 30, ainsi qu'avec la pression maximum de rappel direct et la pression réelle du réservoir de balayage agissant, par l'intermédiaire des boites 21 et 28 respectivement,
contre l'autre extrémité du levier et que ces différentes pressions sont telles que le levier est maintenu sensiblement en position d'équilibre pendant lesconditions de fonctionnement normales du moteur, Il est également évident que l'action du régulateur, au moyen de laquelle le levier est maintenu en équilibre, malgré une variation des pressions produites par le moteur et tendant à 1'écarter de cette position, agit par augmentation ou une diminutiun automatique de la pression dans l'une des boites, 27 dans l'exemple considéré ce changement de pression provoquant un déplacement de déséquilibrage du levier, du fait du déplacement de celuici provoqué par le miroir de commande 61.
La pression maximum de rappel direct, la pression moyenne du compres saur d'air, la pression maximum de rappel inverse, et la pression du réservoir de balayage d'un moteur fonctionnant convenablement étant connues, il est relativement simple de calculer les pressionsnécessaires pour agir sur le levier par l'intermédiaire des différentes boîtes et du ressort 30, pour maintenir le levier en équilibre.
On cumprend facilement que la pression de rappel direct doit être augmentée lorsque la pression de rappel inverse augmente de manière à assurer une relation convenable entre les forces agissant sur les pistons et, de marne, lorsque la résistance à la course motrice est réduite par diminution de la pression de balayage, la pression de rappel direct doit être augmentée. La pression du compresseur agit sur le même coté du pmston que la pression de rappel direct e, ainsi on pourrait penser qu'elle doit être du même côté que les pressions de rappel direct et de balayage.
Toutefois, une augmentation dans la pression de rappel direct
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tend à arrêter la course motrice à une certaine distance du point qui serait atteint avec une pression de rappel direct moindre. Les autres conditions restant les mêmes, cette plus faible course laisse plus d'air comprimé dans le compresseur à la fin de la course et s'ajoute ainsi à l'énergie utilisée pour ramener les pistons en position d'allumage. la L'utilisation de/pression de compression moyenne pour aider à la pressio: de rappel dans l'équilibrage des pressions de rappel direct et de balaya- ge agit ainsi pour régler convenablement les courses.
On voit toutefois que la construction générale du régulateur A per- met de régler automatiquement la pression dans une chambre, de manière a compenser d'autres changements de pression, que la compensation se fasse dans le même sens ou en sens inverse du fait de ce changement.
Le régulateur de rappel inverse B, dans la forme de réalisation représentée sur la fig. 4, comporte un corps 70 muni d'une conduite d'arrivée d'air à haute pression 71 aboutissant à une chambre 72, l'ar- rivée étant commandée par soupape, cette chambre 72 communiquant à son tour par une conduite 73 avec le tuyau 39 d'égalisation des chambres de rappel inverse. Un passage d'échappement 74 ou de réduction de pres- sion part également de la chambre 7 2. Des soupapes75 et 76 respective- ment, normalement fermées, commandent la oummunication entre la chambre 72 et la conduite d'arrivée 71 et le passage d'échappement 74 dans le- quel se trouve une soupape de retenue 74'.
Les tiges des soupapes 75 et 76 pénètrent dans la chambre 77 du corps 70 et sont fixées, dans cette chambre, à des dispositfs sensibles a l'action de la pression et qui, dans l'exemple considéré, sont des boîtes anéroïdes 78 et 79 respectivement, les mouvements de dilatation de ces boites provoquant l'ouverture de chacune des soupapes. Dans ces bolées, règne une pression provenant d'une chambre 80, par des orifices 81 et 82 respectivement et cette chambre 80 est elle-même alimentée au moyen d'une source appropriée, de préférence en huile sous pression éle- vée, pat une conduite 83. Un passage de décharge 84 communique avec la chambre 80 à l'extérieur de chacun des passages 81 et 82.
Un tiroir 85 se déplace longitudinalement dans la chambre 80 et il est évidé sur les côtés opposés de parties pleines 86 et 87 pouvant fer- mer simultanément les orifices 81 et 82 lorsque le tiroir est dans une
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position et ouvrir alternativement chacun de ces orifices pour le faire communiquer avec l'alimentation 83 ou l'échappement 84 par suite d'un déplacement du tiroir dans un sens ou dans l'autre à par- tir de la position de fermeture des orifices, comme cela est évident.
Ainsi un déplacement du tiroir vers la gauche, à partir de la pcsitior neutre, ouvre l'orifice 81 pour le faire communiquer avec la condui- te d'alimentation 83 et fait communiquer l'orifice 82 avec l'échappement 84, tandis que son déplacement vers la droite à partir de cet- te position fait communiquer l'orifice 82 avec la conduite d'alimen- tation et l'orifice 81 avec l'échappement.
Le tiroir 85 se déplace élastiquement vers la gauche sous l'ac- tion d'une commande manuelle 90 agissant sur son extrémité de droite par l'intermédiaire d'un ressort de compression 91 et il se déplacé vers la droite, en antagonisme à la pression de ce ressort, sous .l'action d'un dispositif 92 sensible à l'action de la pression du fluide. Dans l'exemple considéré, ce dispositif est une boite ané- roïde dont, 1'extrémité mobile porte contre l'extrémité de gauche du tiroir et lui reçoit la fluide sous pression provenant de la conduite 73, par une conduite 93 dans laquelle se trouve une soupape de rete- nue 94 s'ouvrant en direction de la boite 92. Il y a également dans cette liaison un passage d'échappement 95, by-passant la soupape 94 et commandé par un pointeau 96.
Avec cette disposition, le tiroir
85 se déplace vers la gauche lorsque la pression du ressort 91 l'emporte sur la pression de rappel inverse, régnant dans la conduite 73, et il se déplace vers la droite sous l'action du dispositif 92 sen- sible à l'action de la pression lorsque la pression de rappel inverse l'emporte sur celle du ressort. Lorsque l'on se trouve dans le premier état ci-dessus, de l'huile sous pression élevée arrive à la boîte 78, la fait se dilater et ouvre la soupape de retenue 75 pour faire passer de l'air sous pression élevée de la conduite 71 dans la chambr 72 et la conduite 73.
Lorsque la pression dans la conduite 73 a ains suffisamment augmenté pour l'emporter sur celle du ressort 91 et pour faire dilater la boite 92, le tiroir 85 se déplace vers la droite, en antagonisme à l'action du ressort 91, pour fermée l'orifice 81.
Lorsque l'on se trouve dans le deuxième état, de l'huile sous pressior
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arrive a la boite 79, la fait se dilater et provoque l'ouverture de la suupape '(6 en vue de réduire la pression dans la chambre 72 et la conduite 73 uù règne la pression de rappel inverse, par le passa- ge d'échappement, 74. En conséquence, la pression dans la conduite 73 augmente ou diminue lorsque la tension du ressort 91 augmente ou di- nu nue.
La pompe a combustible C servant a injecter des charges de com- bustible dans la chambre de combustion 3 du moteur, lorsque les pistons moteurs 6 sont sensiblement aux extémités de leurs courses de compression , est, dans l'exemple considéré, du type à plongeur, re- présenté sur la figure 5 ; l'extrémité extérieure du plongeur 100 est munie d'un galet 101 se déplaçant sur l'une des crémaillères 102 du dispositif 16 de synchronisation des pistons. Il se produit une in- jection de charge combustible au moment voulu, sous l'action d'une saillie formant came 103, portée par la crémaillère et passant sous le galet du plongeur.
La quantité de combustible amené est commandée Par un dispositif de réglage tournant porté par le plongeur et ceci se fait a la main par une liaison a crémaillère et pignon réunissant le plongeur à un levier de commande 104. Un dispositif de commande à la fuis a main et automatique permettant d'obtenir ces résultats, est la demande décrit dans/de brevet aux Etats-Unis n 558.360 du 12 octobre 1944.
Le réservoir D à gaz d'échappement, couramment utilisé avec les générateurs de gaz pour recevoir leur gaz d'échappement et servir à alimenter une turbmne comporte un réservoir 110 où arrive le gaz d'échappement du moteur par une conduite 111, ce gaz sortant par une conduite 112 pour aller à la turbine 113. La conduite d'échappement 111 comporte une conduire de décharge 114 communiquant avec l'atmos- phère et commandée par un robinet 115. Il y a également un robinet 115' dans la conduite 111, entre la conduite d'échappement 13 et le réservoir. On voit dons que l'échappement de la conduite 13 peut être envoyé, soit par la conduite 111 dans le réservoir, soit par la con- duite 114 dans l'atmosphère, par manoeuvre des robinets 115 et 115'.
Quand le générateur de gaz conforme à l'invention fonctionne les pistons vont en viennent sous l'action de la pression extercée sur
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les différentes faces des pistons. Les pistons sont repoussés vers l'extérieur lors de leur course motrice, du fait de l'énergie d'ex- pansion du combustible brûlant dans le cylindre moteur 3 et de l'éner- gie résiduelle contenue dans les chambres de rappel inverse 4b. Lors- que les pistons se déplacent vers l'extérieur, ils sont soumis à l'ac- %ion inverse des pressions régnant dans les chambres 4a du compresseur d'air et dans les cylindres 5 de rappel direct.
La pression de rap- pel direct augmente en proportion de la longueur de la course des pistons, tandis que la pression dans le compresseur augmente jusqu'à une valeur déterminée et reste constante à cette valeur. La machine est faite de façon qu'à unceriain point de la course vers l'extérieur des pistons, ces pressions atteignent une grandeur suffisante pour surmonter les forces du cylindre moteur, l'inertie du piston et l'éner gie résiduelle des chambres de rappel inverse, en provoquant ainsi une inversion dans le sens du déplacement da piston, une fois que le cylin dre moteur s'est vidé. L'équilibre d'énergie est de nouveau atteint lorsque les pistons moteurs atteignent leur position de point mort intérieur,
après compression d'une charge d'air avant la combustion et également après compression, à une valeur déterminée, de l'air con- tenu dans les chambres de rappel inverse et dans leurs tuyaux de liaison.
Le régulateur A a pour but de maintenir la relation convenable de la pression de rappel direct avec la pression du réservoir de balayage, la pression de rappel inverse et la pression du compresseur. Il est bien entende que la relation entre les pressions peut être troublée par l'augmentation au la diminution de la pression de rappel inverse, par une modification dans l'alimentation en combustible, par modification de la pressiun dans la chambre recevant l'échappement ou par une modi- fication, accidentelle ou intentionnelle, provenant d'une variation dans la longueur ou la position du va-et-vient des pistons ou une modi- fication de l'une quelconque des pressions.
En se remettant en équi- libre, le levier 24 rétabli automatiquement la relation de pression des différentes boites anéroïdes et de leurs chambres respectives. Un dé- placement du levier 24 pour venir dans une position de déséquilibre résulte d'une variation de pression dans l'une quelconque des boites,
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de sorte que l'extrémité de droite du levier s'abaisse ou s'élève suivant les variations de pression.
Ce déplacement du levier provoque ou permet un déplacement du tiroir de commande 61 de régulateur, de sorte que, lors d'un abaissement de 1'extrémité voisine du levier, le tiroir se déplace pour admettre une pression de fonctionnement dar la boite 56, laquelle a son tour provoque une ouverture de la soupape 51 et une admission d'air, sous pression élevée, à la conduite de rappel direct 44, de manière a augmenter la pression qui y règne dans une mesure suffisante pour ramener le levier en position neutre ou d'équilibre, laquelle à son tour actionne la soupape 51 pour fermer l'orifice 56 de la boite.
Si la pression dans la boite est telle qu'il en résulte un soulèvement de l'extrémité b du levier 24, en détruisant son équilibre, le tiroir 61 est soulevé ee qui laisse arriver du fluide sous pression dans la boite 57 en provoquant une ouverture de la soupape de décharge 53 ce qui permet une réduction regardée de la pression dans la boite 27 par réglage convenablé de l'écoulement par le passage 47, au-delà de la soupape de retenue 46 et provoquant en conséquence un équilibre de la pression agissant sur le levier 24 pour lui permettre de revenir en position neutre.
Un voit, d'après ce qui précède, que le régulateur A a pour but de maintenir la relation appropriée entre les différentes pressions en jeu, de manière à maintenir le fonctionnement convenable du moteur, On comprend que les positions et les dimensions des différentes hottes anéroïdes doivent être calculées pour le moteur particulier et les conditions de travail désirées, et que les pointeaux sont réglés de façon que le fonctionnement résultant de variations se fasse au moment voulu et que les fluctuations, duesà des variations de pressions pendant un cycle du piston, soient suffisamment amorties.
Les pminteaux 36 et 38 sont réglés de façon que la pression moyenne du compresseur ait une valeur convenable de manière à maintenir la relation appro-priée entre les pressions afin de donner le fonctionnement désiré du piston pour l'appareil particulier en jeu.
Etant donné que le régulateur A fonctionne lors d'un trouble dans la relation entre les pressions pour une cause quelconque, il fonctionne en coopération avec les autres commandes dont on va main-
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tenant déaire le fonctionnement.
En supposant que la commande du combustible soit réglée de manière à fournir le combustible maximum à utiliser dans chaque course, le moteur fonctionnera à pleine charge par course ou au voisinage de celle-ci. Dans ces conditions, la puissance par course du moteur res. tera sensiblement constante. En conséquence, la puissance totale varie sensiblement directement avec la fréquence cyclique. La vitesse des pistons et, par suite, la fréquence et la puissance totales augmentent, lors d'une augmentation des pression dans les chambres de rappel et inversement. La pression dans les chambres de rappel peut être réglée à la valeur désirée par le régulateur B ou être modifiée par celui-ci comme on va maintenant le décrire.
Le fonctionnement du régulateur B est tel que lors d'une compres- sion du ressort 91 par déplacement du levier de commande 9Q,, le tiroir 85 se déplace vers la gauche en antagonisme à la résistance élastique de la boite 92. Ce déplacement .'fait que la soupape 75 s'ouvre lorsque du fluide sous pression élevée arrive dans la boite 78 et l' ouverture de cette soupape permet à de l'air sous pression élevée de passer de la conduite 71 dans la conduite 73 communiquant avec les chambres de rappel inverse 4b. Toutefois, une augmentation de pression dans ces chambres tend a faire dilater la boite 92 en remettant le tiroir 85 en position neutre.
L'équilibre énergétique de tout le moteur est alors détruit, sauf en ce qui concerne l'action du régulateur A qui a puur but, comme on l'a dit plus haut de maintenir, pour une pressiun maximum donnée existant dans les chambres de rappel inverse ainsi que pour une pression moyenne déterminée dans le cylindre de compresseur d'air et pour une pression quelconque du réservoir de balayage, une pression maximum cunvenable de rappel direct.
Ainsi, lorsque la pression dans les chambres de rappel inverse est modifiée intentionnellement par déplacement du levier 90 de commande du tiroir, il se rétablit une relation d'équilibre entre les différentes chambres de pression sous l'action du régulateur A, ce qui fait que le moteur fonctionne convenablement malgré une pression différente et des con- ditions cycliques différentes,
Lorsque l'on désire réduire la puissance du moteur et la fréquen-
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ce cyclique à des valeurs inférieures à celles que l'on peut obtenir avec des pressions de rappel inverse minimum normales, il est nécessaire de régler le moteur à l'aide de la quantité de combustible injecté.
La réduction du combustible fourni à chaque course modifie la relation entre les pressions, mais le régulateur A rétablit automatiquement la relation convenable, comme on l'a dit plus haut. Toutefois, lorsque le début de combustible est réduit, la course est raccourcie, et, en particulier, le déplacement vers l'extérieur des pistons lors de leur course motrice est raccourcie jusqu'à ce que soit atteint un point pour lequel l'énergie de la charge de combustible ne fefoule plus suffisamment de gaz hors du compresseur, en antagonisme à la pression normale du réservoir de balayage, pour permettre aux pistons de découvrir les orifices d'échappement et de balayage dans une mesure suffisante pour assurer un fonctionnement convenable.
Pour que le moteur fonctionne convenablement lors de la marche à vide, il faut réduire la pression contre laquelle le compresseur fonctionne, afin de permettre aux pistons d'arriver aux positions d'échappement et de balayage . Ceci peut se faire en fermant robinet 115' et en ouvrant partiellement ou totalement le robinet 115, ce qui réduit la pression contre laquelle se fait l'échappement.
Ceci, a son tour, réduit la pression dans le réservoir de balayage et également la pression s'opposant à la décharge du compresseur, tout en maintenant les fonctions d'échappement et de balayage du moteur. De cène façon, les pressions sont réduites jusqu'à ce que la pression d'échappement du moteur ne soit que peu au-dessus de la pression atmosphérique ou qu'elle soit égale à celle-ci et le compresseur ne fonctionne que suffisamment pour balayer le moteur en opposition avec cette pression.
Dans cet état, le moteur marche à vide et la pression du réservoir de balayage, la pression moyenne du compresseur et les pressions de rappel direct ou inverse sont sensiblement à leur minimum, mais en maintenant encore une relation appropriée au moyen de régulateur
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A avec une alimentation en combustible qui n'est que suffisante pour maintenir le moteur en fonctionnement dans ces conditions et avec une fréquence aussi faible et une course aussi longue que le permet la nature du moteur particulier. De cette façon, on maintient la marche à vide avec moins de combustible que cela ne serait possible sans un régulateur permettant de régler la pression pour cette condition.
En tout cAs, toute augmentation de combustible et tout changement dans la relation d'ouverture et de fermeture des robinets 115 et 115' détruisent la relation des pressions et cette relation convenable est rétablie par le régulateur A.
Après que le robinet de décharge 115 a été complètement fermé et le robinet 115' ouvert, on peut maintenir une augmentation du débit du gaz, simplement en augmentant le combustible jusqu'à ce que le débit maximum normal de gaz soit atteint. Pendant cette augmentation de combustible, le régulateur A assure la relation convenable entre les pressions. Sans ce régulataur, chaque changement dans la quantité de combustible modifierait la relation entre lespressions en s'écartant de la valeur optimum. L'utilisation du régulateur A permet de faire fonctionner le moteur dans toute la gamme de ses débits en se rapprochant beaucoup plus de l'efficacité maximum que cela ne serait possible sans le régulateur.
En conséquence, on maintient un fonctionnement efficace du moteur depuis une vitesse de marche à vide très faible jusqu'en un point où il arrive à chaque course une pleine charge de combustible pour avoir le fonctionnement le plus efficace.
Pour augmenter encore ldébit, le régulateur B est actionné de manière à augmenter la pression dans la chambre de rappel inverse et le régulateur A augmente la pression de rappel direct en compensation, jusqu'à ce que l'on ait des pressions maximum de rappel direct et inverse, une fréquence maximum et un débit maximum.
Les différentes commandes coopèrent pour permettre un fonctionnement efficace du moteur depuis une fréquence de marche à vide plus faible que cela ne serait possible sans ces commandes, jasqu'à un débit total plus élevé que cela ne semait possible sans ces commandes Le régulateur A pourrait être utilisé seul dans le cas où l'une des
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pressions en jeu est soumise à une variation rendant' souhaitable une compensation. Le régulateur B peu être utilisé puur régler et maintenir la pression de rappel inverse désirée, mais toutefois les autres pressions sont commandées. En conséquence,
ces régulateurs sont utilisables séparément quoiqu'ils coopèrent dans tout le système de commande pour donner un résultat total impossible lorsqu'il n'y a pasl'une de ces commandes.
Bien que dans le moteur représenté sur les figs. et 2 on utilise une bouteille à air comprimé E pour aider a l'action des pressions de rappel direct ou inverse lorsque cela est nécessaire, il est également possible d'obtenir cette pression supplémentaire en prenant de l'air dans la conduite 11 du réservoir de balayage, dans ce but.
On a représenté une disposition de ce genre sur la fig. 6. Le moteur à pistons libres 1 et les régulateurs A et B de la fig. 6 sont sensiblement les mêmes que le moteur et les régulateurs des figs. 1 et 2, mais les liaisons 50 et 71 venant de la bouteille à air comprimé a la partie 22 du régulateur A et au régulateur B sont, dans la fig. 6, remplacées par des liaisons 33a et 33b allant, du réservoir de balayage 11, aux deux régulateurs respectivement, une soupape de retenue 32 étant prévue dans la conduite 33a et une soupape de retenue 109 dans la conduite 33b. Cornue dans les figs. 1 et 2, il y a é- galement sur la fig. 6, une conduite 66 reliant la boîte 28 du régulateur A au réservoir de balayage 11.
Pour obtenir un fonctionnement efficace du moteur, il est bon de maintenir aussi bas que possible les rapports de compression des chambres de rappel direct et la disposition de la fig. 6 dans laquelle la pression d'air de balayage est utilisée pour s'ajouter aux pressions de rappel direct et inverse, provoque une réduction de ces rapports en comparaison avec ce qui serait possible si l'une des autres chambres à air du moteur était branchée. Plus les rapports de compression dans les chambres de rappel direct sont modérés, plus la vitesse du piston à l'extrémité de balayage de sa course est modérée.
Par exemple, lorsque les rapports de compression sont approximativement au moins 10 à 1 (pleine course normale), si la pression d'alimen
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talion était prise de l'une quelconque des autres chambres du moteur, les rapports de compression seraient réduits à environ 7 à 1, en uti- lisant la pression du réservoir de balayage pour l'alimentation en air.
L'utilisation d'une alimentation en air à pression constante, par exemple celle du réservoir de balayage, supprime beaucoup des phénomènes nuisibles d'à-coups qui peuvent se produire si l'alimenta- lion était prélevée dans une autre chambre de l'appareil où la pres- sion varie constamment.
Pour montrer le fonctionnement du dispositif de commande de la pression suivant la figure 6, il suffit de décrire le fonctionnement du régulateur B seulement, Pendant le fonctionnement de ce régula- teur de rappel inverse, il est entendu que l'égalisateur de rappel inverse 39 est relié à ce régulateur par le tuyau 73 et que le réser voir de balayage 11 est relié au point d'alimentation du régulateur par la conduite 33b et la soupape de retenue 109 et, par suite, à la chambre d'égalisation 72, par la conduite 71, lorsque la soupape 75 est ouverte.
Lorsque le régulateur est dans un état nécessitant plus d'air pour la chambre de rappel inverse, le tiroir 85 (voir fig. 1) peut se déplacer vers la gauche du fait de la réduction de la pres- =ion d'air dans la boite 92, en faisant ainsi communiquer la conduite à pression élevée 83avec la boîte 78, par le passage 81, et provoquant un mouvement d'expansion de la boite 78 et, par suite, une ouverture de la soupape 75 pour permettre à l'air sous pression venant de la conduite du réservoir de balayage de pénétrer dans la chambre d'égali- sation. Ceci se produit pendant la partie du cycle où la pression d'air de balayage l'emporte et se continue jusqu'à ce que le régulateur B soit remis en équilibre.
Lorsque, pendant cela, la pression d'air de rappel inverse l'emporte, la soupape de retenue 109 empêche que de l'air soit perdu par retour au réservoir de balayage. Lorsque la pres- sion dans la conduite 93 est rétablie à sa valeur d'équilibre, la boû- te 92 se dilate, en déplaçant le tiroir 85 vers la droite, et lui permettant de revenir à sa position neutre.
Lorsque le régulateur est dans un état demandant moins d'air pour la chambre de rappel inver, se, le miroir 85 se déplace vers la droite sous l'action de la pres- ainsi sion dans la botte 92, en faisant communiquer la conduite d'alimenta-
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tion en fluide sous pression 83 avec la boite 79 pour provoquer l'ouverture de la soupape de décharge 76, ce qui permet une réduc- Dion de la pression dans la chambre d'égalisation 72 et dans la con- duite de pression de rappel inverse, jusqu'à ce que cette pression ait suffisamment diminué pour permettre au tiroir de revenir en po- sition neutre.
Pour fournir de l'air sous pression élevée pour faire fonction- ner cesorganes auxiliaires, un dispositif de démarrage par exemple une prise 108 (fig. 6) est prévue dans ce but dans le ou les cylin- dres de rappel direct du moteur, approximativement à l'extrémité ex- térieure ou de balayage de celui-ci. Dans le cas actuel, la conduite d'égalisation de rappel direct 10 comporte un prolongement 105 al- lent à une bouteille d'air comprimé 106 laquelle à son tour peut être reliée à n'importe quel organe désiré actionné par air. Il est prévu un régulateur anti retour de pression 107 dans le prolonge- ment 105 et ce régulateur peut être réglé pour la pression d'emmaga- sinage désirée avec une limite supérieure égale ou légèrement infé- rieure à la pression maximum de rappel direct.
Il est bien entendu que les formes de réalisation décrites ne l'ont été qu'à titre d'exemple et que l'invention peut comporter de nombreuses modifications et variantes.
REVENDICATIONS.
1. Un moteur à combustion interne à pistons libres, comprenant une chambre de rebondissement ou de rappel normalement fermée et des moyens de contrôle ou de commande réglant la pression dans la dite chambre en la reliant a une source de gaz à pression plus élevée que celle régnant dans la dite chambre ou en la ventilant à une pression gazeuse moindre que celle de la dite chambre.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.