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Cette invention concerne des perfectionnements et modifications à l'invention décrite et revendiquée dans le brevet principal N 5210779.
Le Brevet principal concerne un régulateur hydraulique du type comprenant une pompe à déplacement positif actionnée à une vitesse propor- tionnelle à la vitesse dû moteur, une valve de fuite réglant la section transversale effective par laquelle le liquide débité par la pompe peut s'échapper, un organe de réglage de la vitesse associé au moteur, par exem- ple à l'admission de combustible du moteur pour régler la vitesse de celui- ci,et un appareil électrique agissant en fonction des changements de pres- sion dûs aux variations du débit de la pompe pour actionner l'organe de réglage de la vitesse.
Un régulateur hydraulique suivant le Brevet principal comprend une pompe à déplacement positif actionnée à une vitesse proportionnelle à la vitesse du moteur, un piston de travail agissant directement ou indi- rectement sur l'organe de réglage de la vitesse du moteur et sur lequel agit du liquide sous pression fourni par la pompe, une valve de fuite mon- tée dans le circuit hydraulique du piston pour régler l'échappement du li-
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quide de ce circuit et reliée directement ou indiDéot.emént a'IJ.
'piston "dé".tra- vail de manière à se déplacer automatiquement selon les déplacements de ce dernier, un dispositif pour mettre au point le réglage initial de'la valve de fuite en vue de régler la vitesse à laquelle le moteur doit fonc- tionner et un appareil pour empêcher l'admissiion de combustible en excès au moteur quel que soit le réglage de l'appareil régulateur, comprenant un piston d'arrêt ou l'équivalent, soumis à une pression dépendant de la vitesse du moteur, et un dispositif au moyen duquel ce piston d'arrêt agit de façon à contrecarrer ou empêcher le déplacement de l'organe de réglage de la vitesse dans un sens entraînant une augmentation de l'admission de combustible au-delà d'un point qui varie en fonction de la vitesse du mo- teur et est déterminé par cette vitesse.
Dans certains types d'installations de production de force motri- ce pour des applications particulières, il est désirable de pouvoir régler le couple maximum utile du moteur à différentes vitesses de ce dernier, et l'un des buts de la présente invention est de régler le déplacement du piston d'arrêt de telle façon qu'à des vitesses relativement faibles du moteur une limite soit appliquée au déplacement de l'organe de réglage de la vitesse du moteur et par conséquent au couple de sortie de ce dernier qui varie suivant une fonction de la vitesse du moteur, tandis qu'à des .vitesses du moteur dépassant une valeur prédéterminée le déplacement de l'organe de réglage de la vitesse est limité à une valeur qui est approxi- mativement constante, ou varie suivant une fonction différente de la vi- tesse du moteur.
Un autre but de l'invention est de régler le déplacement du piston d'arrêt de telle manière qu'à des vitesses plus élevées du mo- teur dépassant cette valeur prédéterminée, le déplacement de l'organe de réglage de la vitesse soit limité à une valeur qui varie suivant encore une autre fonction de la vitesse du moteur.
Dans le Brevet principal, le piston d'arrêt est à double face et les faces du piston sont soumises aux pressions régnant respectivement sur les deux côtés d'une soupape réductrice de pression montée entre la pompe de déplacement et la chambre située du côté de la première face du piston de travail.
La soupape réductrice de pression est construite de telle ma- nière que la chute de pression dans la soupape soit proportionnelle à l'é- coulement du liquide par la soupape, et par conséquent à la vitesse du mo- teur, tandis que le piston d'arrêt est soumis lui-même à un dispositif à double ressort agencé de telle façon que pendant la première partie de la course du piston d'arrêt (correspondant aux faibles vitesses du moteur) un
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seul de ces ressorts soit actif tandis que pendant le restant de la cour- se les ressorts sont tous deux actifs. Un pareil dispositif à double res- sort permet une certaine variation du rapport entre la vitesse dû moteur et la position limite de l'organe de réglage de la vitesse.
Toutefois, on a, trouvé qu'un tel dispositif à double ressort est incapable de faire plus qu'un réglage approximatif de la position du pis- ton d'arrêt à différentes vitesses du moteur et il est en outre difficile ou impossible de le construire sous une forme compacta.
Suivant la présente invention, dans un régulateur du type décrit et revendiqué dans le Brevet principal, comprenant une soupape réductri- ce de pression entre le côté refoulement de la pompe et la chambre située du côté de la première face du piston de travail, le piston d'arrêt est à double face et ses deux faces sont soumises aux pressions qui règnent respectivement sur les deux côtés de la soupape réductrice de pression, cette dernière étant construite de telle façon que pour de faibles débits du liquide dans la soupape (correspondant à de faibles vitesses du moteur) la soupape présente au liquide un passage relativement restreint de la sec- tion transversale fixe, tandis que pour des débits plus élevés, la soupa- pe offre une ouverture progressivement croissante.
La position du piston d'arrêt et par conséquent le couple maximum admissible à la sortie de l'installation de production de force motrice, s'élèvent donc rapidement aux faibles vitesses et deviennent relativement constants lorsque la vitesse dépasse une valeur prédéterminée.
Dans une forme de construction préférée, la section transversale maximum de l'ouverture de la soupape est limitée pour assurer à l'ouver- ture de passage une section transversale fixe de superficie relativement grande pout tous les débits dépassant une limite supérieure prédéterminée.
A toutes les vitesses du moteur dépassant ce point, la position du piston d'arrêt varie par conséquent de nouveau d'une manière relativement rapide par rapport à la vitesse du moteur.
De préférence, la soupape comprend un élément-soupape mobile à ressort, pourvu d'au moins une lumière constituant une ouverture de section réduite pour les faibles débits de liquide et un élément-piston soumis à la pression hydraulique du côté refoulement de la pompe et susceptible d'ouvrir une lumière subsidiaire en surmontant la pression exercée par un ressort de soupape lorsque le débit de la pompe dépasse une valeur prédé- terminée.
Suivant une autre caractéristique préférée de l'invention, la sou- pape comprend un piston présentant un rebord radial s'appliquant sur un siège fixe, le rebord étant pourvu au moins d'une:partie découpée ou d'une ouverture constituant un orifice de section réduite, pour un écoulement de faible débit, tandis que pour des écoulements dépassant un débit prédéter- miné, la soupape se soulève de son siège sous la pression accrue s'exerçant sur le piston, en surmontant l'action d'un ressort de soupape, et ouvre une lumière annulaire de section transversale relativement grande autour de la périphérie du rebord.
L'invention peut être mise en pratique de différentes manières; un exemple d'exécution spécifique sera décrit ci-après à titre d'exemple, dans son application au régulateur particulier décrit dans le Brevet prin- cipal, destiné à une installation de force motrice pour la propulsion des navires.
Dans les dessins annexés, la Fig. 1 correspond à la Fig. 2 du Bre- vet principal et ne représente que la soupape réductrice de pression, le piston d'arrêt, le piston de travail principal et la soupape de fuite, les
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autres parties du régulateur n'étant pas modifiées.
Figs. 2 et 3 sont respectivement une vue en coupe verticale et une vue de dessous,toutes deux à plus grande échelle, de l'élément mobile de la soupape réductrice de pression, et
Fig.4 est un graphique montrant schématiquement comment le cou- ple maximum admissible à la sortie du moteur varie en fonction des varia- tions de la vitesse du moteur.
Dans cet exemple d'exécution, le régulateur est identique à celui décrit dans le Brevet principal, sauf le piston d'arrêt et le dispositif à ressorts associé, et la soupape réductrice de pression.,
La soupape réductrice de pression modifiée suivant la présente invention comprend un manchon de valve cylindrique 10 communiquant à son extrémité inférieure avec la galerie annulaire d'admission 11 reliée à la pompe (non représentée) et à son extrémité supérieure avec une galerie annulaire d'échappement 12 à la chambre du côté de la première face (in- férieure) du piston de travail 13. Un élément de soupape mobile 14 est monté à l'extrémité supérieure du manchon de valve 10 et présente un re- bord circulaire radial 15 qui s'applique sur le bord supérieur du manchon.
Le rebord radial 15 présente six orifices espacés les uns des autres sur sa périphérie et constituant ensemble une ouverture de section réduite pour le passage du liquide passant par l'élément de soupape mobile lorsque cet élément est appliqué sur le bord du manchon 100 Le rebord 15 de la soupape est soumis sur sa face inférieure à la pression qui règne du côté haute pression de la soupape et il fonctionne par conséquent comme un pis- ton.
L'élément de soupape mobile 14 est monté de façon à coulisser axia- lement sur une tige de guidage 17 s'étendant dans le manchon 10 et logée dans une pièce d'extrémité 18 au-dessous de la galerie d'admission 11, L'extrémité supérieure de l'élément mobile de soupape 14 porte contre un ressort de compression 19 qui s'applique contre une plaque de butée 20 située à l'extrémité supérieure de la tige 17. Une paire de contre-écrous 21 sont vissés sur une partie filetée de la tige 17, au-dessus de l'élément de soupape 14 pour limiter le mouvement ascendant ou levée de la soupape et pour permettre de régler cette levée.
Lorsque l'écoulement par la sou- pape et conséquemment la chute de pression dans celle-ci dépassent une va- leur prédéterminée, l'élément de soupape s'élève en surmontant la pression du ressort et forme ainsi autour du rebord 15 une ouverture annulaire ad- ditionnelle qui constitue une lumière de valve subsidiaire.
Le piston d'arrêt 25 est pourvu, comme dans le Brevet principal, d'une coulisse centrale en forme de godet 26 dans laquelle glisse l'extré- mité inférieure d'une tige de commande 27 reliée à un organe 28 aménagé pour commander les pompes d'injection de combustible du moteur. L'extrémité in- férieure de la tige 27 est pourvue d'une tête élargie ou d'un contre-écrou 29 de façon à former une liaison à mouvement perdu entre la tige 27 et le piston 25. La face supérieure du piston d'arrêt 25 est soumise à la pres- sion qui règne dans la galerie d'échappement 12 de la soupape réductrice de pression 14. La chambre du côté de la face inférieure du piston d'arrêt 25 communique avec la galerie d'admission 11 par les passages 30, 31 et est ainsi soumise à la pression qui règne du côté entrée de la soupape ré- ductrice de pression.
Comme dans le Brevet principal, le piston de travail 13 qui est aussi relié à la tige de commande 27, est soumis sur sa face supérieure à l'action du liquide à la "pression de travail" qui a passé dans une ga- lerie 40 par une soupape de détente (non représentée) agencée pour maintenir
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à une valeur constante la "pression d'équilibrage",qui agit sur la face inférieure de ce piston.
La galerie 40 est reliée à l'évacuation ou à un espace où règne une pression relativement faible par une lumière 41 com- mandée par une valve de fuite 42 qui est commandée par un levier 43 arti- culé à la tige de commande 27 et portant sur l'extrémité supérieure de la valve 42, ce levier pivotant en un point intermédiaire autour d'un point d'appui ajustable 44. Le réglage du point d'appui 44 détermine la mise au point initiale de la soupape de fuite, et règle par conséquent la puissan- ce sélectionnée à la sortie du moteur.
Le piston deetravail 13 est monté sur la tige de commande 27 de manière que le piston peut exécuter son mouvement ascendant même lorsque la tige 27 est maintenue par suite de la rencontre de l'écrou 29 avec le piston d'arrêt 25. Dans ce but un collier 45 est fixé à la tige 27 au-des- sus du piston 13, et un ressort de compression 46 portant contre ce collier tend à maintenir le piston contre une pièce de butée 47 fixée à la tige, tandis que le piston proprement dit est susceptible de glisser sur la ti- ge,
Alors que dans le Brevet principal un dispositif à double ressort agit sur la face supérieure du piston d'arrêt 25, dans la présente inven- tion ce dispositif est remplacé par un simple ressort de compression 32 portant sur la face supérieure du piston d'arrêt et s'appliquant contre un rebord fixe 33 à l'intérieur du cylindre de travail.
La position du piston d'arrêt 25, et la limite du mouvement de la tige de commande 27, est ainsi réglée par la différence de pression entre les deux faces de la sou- pape réductrice de pression 14 agissant à l'encontre de l'action du res- sort de compression 32.
Pour de faibles débits du liquide dans la soupape 14, c'est-à-dire pour les faibles vitesses du moteur, l'élément mobile de la soupape 14 res- te appliqué sur le bord du manchon de valve 10 et l'ouverture effective de la soupape reste constante et égale à la section totale des orifices 16 du rebord de la soupape. La chute de pression dans la soupape varie ain- si approximativement suivant le carré du débit de liquide dans la soupape.
Le rapport exact entre la limite appliquée au couple de sortie du moteur et la vitesse de celui-ci, dépend toutefois dans ces conditions de la for- me et des dimensions exactes des parties de la soupape par rapport aux au- tres parties de l'appareil. Pour les vitesses du moteur dépassant une va- leur prédéterminée qui est déterminée par le ressort 19, le pression dif- férentielle sur le rebord 15 de l'élément mobile 14 de la soupape soulève progressivement cet élément du manchon de valve 10 en formant une ouver- ture annulaire additionnelle graduellement croissante autour du rebord 15 par laquelle le liquide peut s'écouler. Il est évident que la levée de la soupape augmente progressivement en même temps que la vitesse du moteur.
Le degré d'accroissement de l'ouverture effective de la soupape dépend de la force du ressort 19 et d'autres facteurs, mais par une sélection appro- priée des organes on peut arriver à maintenir constante ou approximativement constante la limite du couple du moteur sur cette gamme des vitesses du mo- teur ou à faire varier cette valeur limite du couple approximativement sui- vant une fonction linéaire, mais d'une manière relativement lente, en mê- me temps que la vitesse du moteur augmente. Pour des vitesses du moteur dépassant une valeur supérieure prédéterminée, l'élément mobile de la sou- pape 14 vient en contact avec la butée limitative 21 montée sur la tige de guidage 17 et l'ouverture effective de la soupape reste alors constan- te pour toutes les vitesses du moteur dépassant cette valeur supérieure prédéterminée.
La chute de pression dans la soupape augmente alors de nou- veau approximativement suivant le carré du débit de liquide dans la sou- pape,
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On comprendra par conséquent qu'une représentation graphique de la relation entre la vitesse du moteur et la position du piston d'arrêt
25 aura l'aspect d'une courbe à "gradins" comme c'est représenté sur le.
Fig. 4. Aux faibles vitesses du moteur, la "courbe" sera constituée ap- proximativement par une ligne droite A-B à pente raide qui forme une par- tie d'une courbe à loi quadratique; pour des vitesses intermédiaires du moteur, la " courbe" sera constituée par une ligne approximativement droi- te B-C à pente relativement faible, tandis que dans la gamme supérieure des vitesses du moteur la "courbe" sera constituée par une troisième ligne approximativement droite C-D à pente raide qui fait également partie d'une autre courbe de loi quadratique.
La partie initiale à pente raide A-B de la courbe est établie de manière à réduire l'admission maximum admissible de combustible au moteur progressivement à mesure que la vitesse diminue, principalement afin d'éviter que des températures excessives ne soient engendrées dans la zone de combustion du moteur, tandis que la partie fi- nale à pente raide C-D de la courbe est établie de manière à permettre la mise au point de l'appareil d'amenée du combustible au moteur dans le sens d'une augmentation de l'admission aux vitesses élevées en vue de compenser les pertes mécaniques et les pertes de combustible qui se pro- duisent aux vitesses élevées.
Pour toutes les vitesses du moteur inférieures à la valeur A, l'admission maximum admissible de combustible est constante, cette valeur étant déterminée par la mise au point d'une vis de réglage 48 qui règle la position.inférieure du piston d'arrêt.
La position du piston d'arrêt 25 à des vitesses différentes du moteur, correspond ainsi avec grande approximation à la courbe idéale re- présentée en traits interrompus sur la Fig. 4:
REVENDICATIONS.
1. Régulateur hydraulique suivant les revendications 1, 2 ou 3 du Brevet principal ? 521.779, caractérisé en ce qu'il com- @ un sou- prend une soupape réductrice de pression entre le côté refoulement de la pompe et la chambre située du côté de la première face du piston de tra- vail et en ce que le piston d'arrêt est à double face et que ses deux fa- ces sont soumises aux pressions qui règnent respectivement sur les deux côtés de la soupape rédutrice de pression, cette dernière était construi- te de telle façon que pour les faibles débits du liquide passant dans la soupape (correspondant aux faibles vitesses du moteur), celle-ci offre au liquide un passage relativement restreint de la section transversale fixe, tandis que pour les débits élevés la soupape présente une ouverture pro- gressivement croissante.