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REGULATEUR POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE:
L'invention concerne la régulation des moteurs à combustion inter- nea servant par exemple à la propulsion des navires.
Il est de pratique courante d' accoupler deux moteurs Diesel sur un arbre d'hélice unique, chaque moteur actionnant un pignon correspondant., qui engrené avec une grande roue dentée calée sur l'arbre de l'hélice. On inter- pose entre chaque moteur et son pignon un appareil de transmission-du couple, qui est généralement une commande hydraulique Fottinger ou une commande élec- trique à réaction. Ces commandes amortissent les vibrations, assurent un glis- sement commandé et permettent un débrayage complet.
Le réglage principal de l'énergie fournie par les moteurs s'effec- tue à la main, mais on considère que la présence d'un régulateur d'emballe- @ ment est indispensable et il n'est pas rare de tr ouver deux régulateurs pour chaque moteur de façon à réaliser une régulation complète donnant toute sécu- rité
Les objets de l'invention sont les suivants.-
1) un régulateur unique qui limite la vitesse à deux valeurs diffé- rentes, une faible vitesse correspondant aux conditions de marche à vide ou sous charge nulle, et une vitesse plus grande correspondant à la marche sous charge,
2) un réglage limité de la petite vitesse du moteur et un réglage facile à la main entre des limites étendues de la grande vitesse maximum, les deux réglages étant complètement indépendants,
3)
un mécanisme de manoeuvre indépendant des deux réglages et ser- vant à -choisir entre eux, et 4) établir une relation entre le mécanisme de manoeuvre et l'appa- reil de transmission du couple, de façon à régler le régulateur du moteur cor- respondant pour la petite vitesse dans le cas où l'appareil de transmission
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du couple a une défaillance ou cesse d'être excité. '
D'une manière générale, le ressort limiteur du régulateur comporte un siège mobile, qui est poussé vers une butée de petite vitesse par ce res- sort.
Ce siège peut être poussé dans l'autre sens jusqu'à ce que son mouve- ment soit arrêté par une butée réglable de grande vitesse, et ce mouvement est provoqué par le passage du courant dans un solénoïde qui exerce un effort sur un ressort de charge assez puissant pour amener à fin de course le siège du ressort et le maintenir contre la butée de grande vitesse dans une posi- tion de réglage quelconque, malgré la réaction du ressort limiteur du régula- teur.
Le solénoïde reçoit du courant en même temps que l'appareil de trans- mission du couple correspondant, de sorte que le débrayage volontaire ou ac- cidentel du moteur règle le régulateur de façon à limiter la vitesse du mo- teur à sa valeur de marché à vide,
Il est donc possible de profiter des caractéristiques avantageuses de la régulation à la main, avec un régulateur unique limitant automatiquement la vitesse du moteur et à des valeurs convenant aux conditions de charge.
Sur le dessin ci-joint qui représente le dispositif suivant l'in- vention en tant que s'appliquant à un régulateur Woodward: la fig. 1 est une coupe par l'axe du régulateur suivant la ligne 1-1 de la fig. 2, la fig. 2 est une coupe semblable suivant la ligne 2-2 de la fig.l, la fig. 3 est une vue en plan schématique indiquant de quelle ma- nière le circuit du solénoïde de chacun des deux régulateurs est connecté au circuit de l'appareil de transmission du couple des deux moteurs, auxquels respectivement les régulateurs sont associés.
Le régulateur Woodward choisi à titre d'exemple est du type dans lequel le mécanisme de réglage limitant l'arrivée du combustible dans le mo- teur correspondant est actionné par un servo-moteur désigné d'une manière gé- nérale par 11 sur la fig. 1.
L'élément de réglage est un tiroir cylindrique 12 qui règle l'ad- mission et l'échappement par des lumières, percées dans un siège de distri- bution 13. Ce siège tourne mais ne peut pas se déplacer suivant son axe dans le boîtier ± du régulateur. L'extrémité supérieure du siège de distribution rotatif 13 porte un étrier 20 sur lequel les supports des boules centrifuges 15 oscillent au moyen de roulements à billes 16 Les supports des boules com- portent des bras dirigés en dedans qui poussent vers le haut la couronne extérieure d'un roulement de butée à billes 17 porté par l'extrémité supérieure de la tige de la soupape 12. La tige 12 porte au-dessus du roulement de butée à billes 17 un siège de ressort sur lequel le ressort 19 en forme de trom- pette, du limiteur, exerce une poussée.
Les pièces décrites ci-dessus sont d'une forme de construction courante et fonctionnent de la manière habituelle et,par suite, la descrip- tion de leurs détails est inutile. Le point important en ce qui concerne l'in- vention consiste dans la présence d'un régulateur centrifuge à boules ou de son équivalent comportant un ressort limiteur 19. Une des nouveautés caracté- ristique consiste dans la manière dont l'extrémité supérieure du ressort li- miteur 19 est supportée.
Un tube 22 est guidé verticalement dans une glissière formée dans un bras 21 supporté par le boîtier du régulateur. Un siège de ressort 23 peut coulisser et est guidé dans le tube 22 et comporte une tige 24 dirigée laté- ralement et passant dans une fente 25 découpée dans le tube 22 et limitant son mouvement dans le sens longitudinal.
Une vis de butée réglable 26 portée par une portion du bras 21 se trouve dans le trajet de la tige 2A et sert à limiter le mouvement de bas en haut du siège de ressort 23 dans le tube 22 La vis de butée 26 détermine la position de réglage de marche à vide ou à petite vitesse, du ressort limiteur 19 et cette position est atteinte lorsque la tige 24 est en contact avec l'extrémitéinférieure de la vis de butée 26 Ce réglage est semi-permanent et par conséquent la vis de butée 26 est bloquée
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par un contre-écrou, ainsi qu' on peut le voir. L'extrémité inférieure de la fente 25 sert de butée qui détermine la limite du mouvement de haut en bas du siège de ressort 23 et détermine la position de réglage limitant la gran- de vitesse, de l'effort agissant sur le ressort limiteur 19.
Ce réglage s'ef- fectue en faisant coulisser le tube verticalement. @ .
Le dispositif représenté servant à effectuer le réglage comporte un pignon 27 en prise avec les dents d'une crémaillère taillée sur le tu- be 22 Le pignon 27 peut recevoir un mouvement de rotation par un train d'en- grenages réducteur se composant des roues dentées 29, 31, 32 et 33., la roue 33. pouvant tournerà l'aide d'un bouton 34 qu' on peut faire tourner à la main. Ce dispositif est facile à voir sur la fig. 2.
En tournant le bouton 34, l'opérateur imprime un mouv ement vertical au tube 22. et fait varier air-'- si la position de l'extrémité inférieure de la fente 25
Le ressort limiteur 19 pousse le siège de ressort 23 de bas en haut jusqu'à ce que son mouvement soit arrêté par la butée de petite vitesse 26. Pour effectuer le réglage de grande vitesse, le siège de ressort 23 doit être poussé de haut en bas avec une force suffisante pour surmonter la réac- tion du ressort limiteur 19 L'amplitude de ce mouvement est variable et dé- pend de la position de réglage du manchon 22. Pour réaliser les variations envisagées de l'amplitude du mouvement, la poussée de haut en bas est exercée par un ressort de compression à boudin 35.
Ce ressort agit de haut en bas sur un collet solidaire de l'extrémité inférieure d'une tige 36, qui esten con- tact de poussée avec le siège de ressort 23 Le ressort 35 s'applique à son extrémité supérieure contre l'extrémité supérieure d'un organe de poussée en forme de chapeau 37, qui peut coulisser sur le tube 22 et comporte au voisi- nage de son extrémité inférieure une bride 38.
Un levier 19 oscillant autour d'un axe 41 dans le boîtier du régu- lateur se termine en forme de chape à son extrémité du côté droit, de façon à chevaucher l'organe de poussée 37 et à venir en contact avec la bride .la.
L'autre extrémité du levier 39 est accouplée par une bielle 42 avec le noyau ou armature mobile 43 d'un solénoïde moteur. Lorsque le courant ne passe pas dans le solénoïde, le levier 39 oscille en sens inverse des aiguilles d'une montre en déchargeant le ressort 35, de sorte que le siège de ressort 23 mon- te dans sa position supérieure ou position de petite vitesse.
Lorsque le mo- teur reçoit du courant, le levier tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, vient dans la position de la fig. 1 en exerçant un effort suffisant sur le ressort 35 pour maintenir le siège de ressort 23 dans la position la plus basse déterminée par la position de réglage existante du manchon 22, quelle quelle soit. A ce moment, la tige 24 est en contact avec l'extrémité inférieure de la fente 25.
Dans ces conditions, le moteur de commande peut accomplir sa course totale quels que soient les réglages existants, Etant donné que le régulateur doit être commandé en fonction de l'appareil de transmission du couple, et qu'il doit venir dans sa position de petite vitesse .lorsqu'un élément quelconque de l'installation a une défail- lance,il convient que le solénoïde permette de régler l'appareil à la pe- tite vitesse lorsque le courant ne passe pas dans le solénoïde. Par conséquent, le solénoïde reçoit du courant en permanence dans les conditions de marche nor- male, ce qui détermine sa forme de construction.
Le solénoïde moteur comporte deux enroulements 45 et 46, enroulés sur un noyau feuilleté 47 et connectés en série. Un levier coudé oscillant autour d'un axe 49 et sollicité dans le sens des aiguilles d'une .montre, fig.l, par un ressort 51,porte un contacteur 52 isolé du levier 48 par une plaque isolante 53.
Lorsque le levier peut tourner dans le sens des aiguilles d'une montre, il vient toucher des contacts 54 et 55 qui établissent une dérivation par rapport à l'enroulement 46, fig. 3. Cette situation persiste jusqu'à ce que l'armature 43 arrive au voisinage de sa position la plus élevée et à ce moment une tête 56 portée par l'armature 43 rencontre le levier /.¯8 et le fait tourner en sens inverse des -aiguilles d'une montre pour venir dans la position de la fig. 1.
Sur la fig. 3,deux moteurs 61 et 62 actionnent des pignons .6.2 et
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64 par l'intermédiaire d'appareils de transmission de couple 65 et 66 qui sont représentés sous forme schématique, comme étant du type dynamo-électri- que faisant l'objet par exemple du brevet des E.U.A. n 1.682353 du 28 août 1928. Les pignons 63 et 64 actionnent une roue dentée 67 calée sur l'arbre d'hélice .
Si on suppose que les moteurs 61 et 62 sont des moteurs Diesel, le moteur 61 comporte un régulateur 71 et le moteur 62 un régulateur 72 sembla- ble,accouplés respectivement, ainsi qu'il estindiqué en 22. et 74, aux dis- positifs de réglage de l'alimentation en combustible des moteurs. Chacun d'eux actionne également un commutateur correspondant 75, 76, les deui, commutateurs commandant, par l'intermédiaire d'interrupteurs à relais 77, 76, les circuits d'excitation A et B des appareils de transmission du couple 65,66 Les mé- canismes d'interrupteurs à relais 77 et 78 comportent les dispositifs protec- teurs ordinaires (c'est-à-dire les disjoncteurs, etc. ) du circuit qu'ils com- mandent.
Un des deux régulateurs du type des fig. 1 et 2 est combiné avec chaque moteur 61, 62. Chaque régulateur est commandé par son propre moteur et limite l'alimentation en combus tible de ce moteur par l'intermédiaire de dispositifs courants, qui par suite ne sont pas représentés sur la fig. 3.
Les enroulements 45, 46 de chaque régulateur se trouvent dans des circuits C et D connectés respectivement aux circuits A et B de sorte qu'ils ne reçoivent pas de courant lorsque l'appareil de transmission du couple cor- respondant n'en reçoit pas, et par conséquent n'est pas accouplé ou est au repos.
Si on considère le régulateur 71 et la position de marche à vide dans laquelle il est représenté, l'interrupteur 75 étant ouvert, le courant ne passe pas dans l'appareil de transmission du couple 65, pas plus que dans les enroulements 45, 46 du régulateur correspondant qui limite ainsi la vi- tesse du moteur 61 à la vitesse de marche à vide. Au contraire, le régulateur 72 est représenté en position de marche sous charge, à petite vitesse. Son interrupteur 76 est fermé. Par suite, l'appareil de transmission du couple 66 correspondant reçoit du courant, de façon à accoupler le moteur 62 avec la charge et les enroulements 45, 46 du régulateur actionné par le moteur 62 re- goivent du courant, en réglant le régulateur dans la position fixant la limite maximum de la vitesse du moteur 62.
Les circuits sont représentés sous la forme schématique la plus simple pour en indiquer le principe et les divers dispositifs protecteurs des installations industrielles sont supprimés pour rendre la figure plus simple.
Il est parfois nécessaire, pour effectuer des essais, pour chauf- fer le moteur, ou à d'autres fins analogues, de faire fonctionner le moteur à une vitesse supérieure à la vitesse de marche à vide,mais non sous charge.
A cet effet, le régulateur des fig. 1 et 2 peut être bloqué dans sa position à grande vitesse. Un poussoir alésé ± avec bouton de manoeuvre 82 et rainure de blocage à baïonnette 83 peut coulisser dans la partie supérieure du boî- tier du régulateur. Il est représenté bloqué dans sa position supérieure, ou de non-fonctionnement. On peut le faire descendre à la main et le bloquer dans une position dans laquelle l'organe de poussée 37 est maintenu complètement abaissé. A ce moment, le régulateur est en position déterminant la limite de vitesse maximum.
L'expression "appareil de transmission du couple du type dynamique à réaction" désigne d'une manière générale les transformateurs de couple Fot- tinger (à commande hydraulique), les transmetteurs du type Sperry et les dis- positifs fonctionnant d'une manière analogue, caractérisés par des différen- ces de vitesses entre les éléments de commande et commandés et par la possi- bilité d'être débrayés.
L'invention ne doit pas être considérée comme limitée à la forme de réalisation du régulateur et de son application représentée et décrite en détail, qui n'a été choisie que pour expliquer les principes de l'invention.