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DISPOSITIF D'ALIMENTATION DE COMBUSTIBLE ET DISPOSITIFS
S'Y RAPPORTANT POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE.
(ayant fait l'objet d'une demande de brevet déposée en Grande-Bretagne le 14 décembre 1954 - déclaration de la déposante).
Lettre rectificative jointe pour valoir comme de droit à la date du 24/1/56: Page 7, ligne 3, lire : "23" au lieu de "22" ; Page 7, ligne 5, lire : "23" au lieu de "22" ; Page 9, ligne 15, lire : "59c monté à bascule en 59d et relié" au lieu de "pivotant 59c" ; Page 9, ligne 4 en commençant du bas lire : "ressort 6511 au lieu de "piston 63" ; Page 13, ligne 13, lire : "piston 49" au lieu de : "piston 46" ; Page 13, ligne 15, lire : "23" au lieu de "22" ; Page 14, ligne 8, lire : "1" au lieu de "7".
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La présente invention est relative aux dispositifs d'alimentation de combustible et aux dispositifs s'y rapportant, pour moteurs à combustion interne du type à turbine à combustion interne ou autre type et du genre comprenant une pompe disposée de manière à être entraînée par le moteur et aspirer du combusti- ble d'une source d'alimentation de combustible et le débiter dans un passage d'alimentation, un dispositif de calibrage d'orifice comprenant un orifice calibré (appelé ci-après l'orifice calibré principal) par lequel s'écoule du combustible venant du passage d'alimentation et allant à la chambre ou aux chambres de combus-
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tion du moteur,
un dispositif sensible à la pression qui maintient une chute de pression déterminée d'un côté à l'autre de l'orifice calibré principal et un ou plusieurs dispositifs servo-moteur hydrauliques commandés par du .combustible sous pression dérivé du passage d'alimentation.
Dans les dispositifs du genre décrit ci-avant, le dispositif servant à maintenir la chute de pression déterminée entre les deux côtés de l'orifice de calibrage peut être un distributeur à trop-plein disposé de manière à commander l'écoule- ment de combustible vers l'orifice calibré, et commandé lui-même par un dispositif sensible à la pression, sensible à la différence des pressions régnant respectivement des deux côtés de l'orifice calibré, ou peut être un dispositif sensible à la pression, sen- sible à la différence de pression entre les deux côtés de l'ori- fice calibré et disposé de manière à commander le débit de la pompe, par exemple en variant la course effective d'une pompe à combustible alternative, de manière à maintenir la chute de pression déterminée entre les deux côtés de l'orifice calibré principal.
De toutes façons, dans les-dispositifs du genre en question utilisés à présent, le dispositif commandant la chute de pression entre les deux côtés de l'orifice de calibrage prin- cipal doit fonctionner de manière à provoquer un réglage quand le combustible fourni par la pompe est absorbé par un servo-dispositif de manière à rattraper la perte de combustible du passage d'ali- mentation allant au servo-dispositif ou aux servo-dispositifs.
De plus, quand un servo-dispositif doit provoquer un déplacement comparativement grand ou brusque, il faut un réglage d'ampleur ou de rapidité correspondante du dispositif commandant la chute de pression entre les deux côtés de l'orifice calibré principal, et comme un tel dispositif ne peut fonctionner instantanément, l'alimentation de combustible peut être affectée de façon nuisi-
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ble pendant le fonctionnement d'un ou plusieurs servo-dispositifs, tandis que, en outre, les dimensions et taux de déplacement d'un tel servo-dispositif sont limités par le point jusqu'auquel l'ef- fet nuisible à l'alimentation de combustible du moteur provoqué par le fonctionnement de tels dispositifs peut être toléré.
Un but de la présente invention est de procurer un dispositif d'alimentation de combustible du genre décrit dans lequel le fonctionnement du ou des servo-dispositifs n'influence pas l'alimentation de combustible du moteur et n'est pas influencé non plus par le taux d'écoulement du combustible par l'orifice calibré et ne demande pas de réglage du dispositif commandant la chute de pression.entre les deux côtés de l'orifice calibré princi- pal quand un tel dispositif ou de tels dispositifs entrent en action.
Un dispositif d'alimentation de combustible du genre décrit comprend, suivant la présente invention, une pompe disposée de manière à être entraînée par le moteur et à aspirer du combusti- ble d'une source d'alimentation de combustible et le débiter dans un passage d'alimentation, un dispositif de calibrage d'orifice principal recevant le combustible du passage d'alimentation pour le faire passer à la ou aux chambres de combustion du moteur, un dispositif servant à maintenir une chute de pression prédéterminée entre les deux côtés de l'orifice calibré, un circuit de by-pass par lequel le combustible du passaged'alimentation est constamment ramené à la source d'alimentation de combustible, ce circuit de by-pass comprenant un orifice calibré secondaire, (appelé ci- après orifice calibré du by-pass),
un dispositif servant à mainte- nir une chute de pression constante entre les deux côtés de cet orifice calibré du by-pass et une soupape de maintien de pression qui maintient une pression appropriée (appelée ci-après La"servo- pression") dans une partie du circuit by-pass du côté aval de l'orifice calibré du by-pass et par lequel du combustible peut;
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repasser du circuit vers la source d'alimentalion de combustible, le fluide moteur du ou des servo-dispositifs étant dérivé de la partie du circuit by-pass entre l'orifice calibré du by-pass et la soupape de maintien de pression tandis que l'écoule.ment continu dans le circuit de by-pass est suffisant pour satisfaire les exi- gences du ou des servo-dispositifs.
Quand un servo-dispositif fonctionne, une partie du combustible admis dans le circuit de by-pass est absorbée par celui-ci, au lieu de s'écouler par la soupape de @intien de pression, sans changer le taux d'écoulement voluuétrique vers ce circuit en provenance du passage d'alimentation. Ainsi, le réglage du dispositif sensible à la pression, maintenant la chute de pression désirée entre les deux côtés de l'orifice cali- bré principal, qu'il commande une soupape ou le taux de débit volumétrique de la pompe, n'est,
pas affecté par l'entrée en action ou l'arrêt d'un ou plusieurs servo-dispositifs puisque ce réglage prend toujours en considération le taux d'écoulement volumétrique du fluide vers le circuit de by-pass et ce taux d'écoulement volumétrique reste inchangé par l'entrée en action ou l'arrêt d'un ou plusieurs des servo-dispositifs.
De plus, l'agencement procure aussi une servo-pression, c'est-à-dire la pression maintenue par la soupape de maintien de pression entre celle-ci et l'orifice calibré du by-pass, qui peut être n'importe quelle pression choisie inférieure à la pression généralement appelée la pression de calibrage, dans le passage d'alimentation de combustible, qui doit être relativement élevée de manière qu'il y ait la pression nécessaire aux ajutages de combustible ou l'équivalent par lesquels le combustible est fourni à la ou aux chambres de combustion du moteur.
Ceci a des avantages pratiques considérables en ce que la tendancedes pièces soumises à la servo-pression d'être déformées par cette pression, et par conséquent de provoquer le grippage des pièces mobiles à cause de
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cette déformation, est réduite en conséquence, ainsi que la dif- ficulté de maintenir des joints suffisamment étanches au fluide entre les pièces mobiles soumises à la servo-pression.
Une forme de réalisation du dispositif suivant l'in- vention adaptable à une turbine à combustion (appelée ci-après le moteur) entraînant une hélice à pas variable munie du régula- teur normal maintenant une vitesse constante, est représentée schématiquement à titre d'exemple sur le dessin annexé, qui pour la facilité est divisé en quatre planches se recouvrant légèrement.
Le dispositif montré sur le dessin comprend une pompe à combustible 1 du type à capacité variable entraînée par le moteur, cette pompe étant,dans l'exemple représenté, du type alternatif à cylindres multiples avec les pistons 2 attaqués par un plateau 3 à mouvement de nutation contre lequel ils portent, la capacité de la pompe étant changée en variant l'inclinaison du plateau.
A cet effet, le plateau est relié à un piston 4 dont une face est soumise par l'intermédiaire d'un passage 5 à la pres- sion régnant dans le passage de décharge 6 de la pompe tandis quf son autre face est sollicitée par un ressort et est soumise à la pression régnant dans une chambre 7 qui communique avec le pas- sage 5 par un orifice étranglé 8 et communique aussi avec un pais, sage de décharge 9 menant à trois soupapes de décharge (voir ci-. après) qui commandent le rapport entre l'écoulement vers et en provenance de la chambre 7 et, par conséquent, la position du piston 4 est commandée d'une manière telle que cette position du piston, et par conséquent le taux volumétrique de débit de la pompe dans le passage de décharge 6, sont commandés de manière 4 satisfaire aux exigences.
Le passage de décharge 6 de la pompe communique avec un côté d'un dispositif de calibrage d'orifice principal 10 compor- tant un carter percé d'un forage dans lequel est monté à coulis., une chemise de commande 11 contenant deux fourreaux 12 et 12a.
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Une fente 13 pratiquée dans la chemise 11 coopère avec les extré- mités adjacentes des fourreaux 12 et 12a de manière à délimiter et à commander la section effective de la fente 13 qui forme la fente calibrée du dispositif de calibrage d'orifice 10, de façon connue.
La disposition est donc telle que la section effective de la fente 13 dépend non seulement de la distance qui sépare les extré- mités des fourreaux 12 et 12a, mais aussi de la position de la chemise 11 par rapport au carter 10.
La chute de pression entre les deux côtés de la fente calibrée 13 est commandée par une des soupapes dedécharge mention- nées ci-avant, la soupape de décharge 14 qui est commandée par un organe de commande 15 sollicité dans un sens par un ressort 16 et attaqué dans l'autre sens par une tige 17, dont l'autre extré- mité porte sur une face d'un diaphragme 18 dont les faces oppo- sées sont soumises respectivement à la pression régnant dans le passage de décharge 6, c'est-à-dire la pression en amont de la fente calibrée 13, et à la pression en aval de celle-ci, c'est- à-dire dans un passage 19 par lequel le combustible est fourni au brûleur ou aux brûleurs du moteur.
Le diaphragme 18 est aussi soumis à la poussée d'un ressort 20 ayant un appui mobile dont la position est commandée par une extrémité d'un levier 21 ayant une série de points d'ap- pui alternatifs 22 disposés de manière à entrer en action l'un après l'autre à mesure que le levier 21 bascule. Ainsi, pour un réglage donné du levier 21, dont la fonction sera décrite ci- après, le diaphragme 18 agit par l'intermédiaire de la tige 17 et l'organe 15 sur la soupape 14 de manière que la pompe 1 soit commandée pour maintenir une chute de pression constante entre les deux côtés de la fente calibrée 13.
L'extrémité du levier 21 la plus éloignée de celle qui commande la ressort 20 est attaquée par un piston 23 d'un servo-dispositif hydraulique dont la sou- pape 23a est actionnée par une capsule 24 soumise à la pression
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d'admission du moteur par un passage 25, le côté de la capsule
24 éloigné de la soupape 23a étant relié directement à la tige
26 du piston 22. Aini, les variations de pression d'admission agissant sur la capsule 24 provoquent des changements correspon- dants de la position du piston 22 et par conséquent, par l'inter- médiaire du levier 21, de la chute de pression entre les deux côtés de l'orifice calibre 13.
Le passage 19 communique avec un passage de décharge principal 27, conduisant aux ajutages de combustible en passant par une soupape 28 de maintien de la pression, comportant un piston dont les faces pppbsées sont soumises respectivement à la pression régnant dans e passage 19 et aux forces combinées de la pression régnant dans le passage 27 et d'un ressort 29, cette soupape 28 maintenant la pression servant à maintenir une contre- pression, comprise entre des limites prédéterminées, dans le passage 19.
La chemise 11 est commandée par un levier 30 monté sur @ arbre principal de commande 31, commandé par le pilote de l'ap- pareil d'aviation dans lequel le groupe moteur est monté. Le fourreau 12a d'autre part est relié au piston 32 d'un servo- dispositif comprenant le'- piston 32 dont une face est soumise à la pression régnant dans une chambre 33 dans laquelle le com- bustible est admis par un orifice étranglé 34 en provenance du passage de-décharge 6.
Le combustible admis de cette façon s'é- chappe par une soupape de décharge 35 portée par le piston 32 et située de façon à être actionnée par une extrémité d'un levier 36 pivoté en 37, dont l'autre extrémité est attaquée, par l'inter- médiaire d'une tige poussoir, par un dispositif thermo-sensible 38 dont le réservoir 39 est soumis à la température régnant à l'admission d'air du moteur. Le piston 32 est dû-type différen- tiel et est disposé de manière que la pression dans la chambre 33, si la soupape 35 est fermée, exerce une force en substance plus
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grande sur le piston que la pression régnant dans la chambre 40.
Ainsi, il est clair que le piston 32 est toujours obligé de prendre une position correspondant à la position de l'extrémité adjacente du levier 36 et par conséquent à la température par laquelle le dispositif 38 est influencé.
L'arbre de commande principal 31 est commandé par le levier de commande du pilote, par un bras 41 D'enté de façon rigide à une extrémité de l'arbre 31, portant un axe 42 autour duquel pivote un levier 43 dont une extrémité.est articulée en 44 à l'ex- trémité adjacente d'une tige 44a tandis que son autre extrémité est reliée en 45 au levier de commande du pilote. Les déplace- ments du levier de commande du pilote font basculer par conséquent le levier 43 autour de son point d'articulation 44 et ainsi font tourner l'arbre de commande principal 31.
En outre de ce qu'il est relié à la chemise 11 comman- dant la section effective de l'orifice calibré 13, l'arbre de commande principal 31 est relié par un bras 46 à une chemise 47 dans laquelle coulisse la valve de commande 48 d'un servo-disposi- tif hydraulique dont le piston 49 est relié par une tige de pis- ton 50 à un bras monté sur un arbre de commande secondaire 51 comme représenté, celui-ci est relié par un bras 52 à la valve de commande 48 de manière que, pour un déplacement quelconque de l'arbre de commande principal 31 et un déplacement correspondant de la chemise 47, le piston 49 soit déplacé de façon connue jus- qu'à ce que l'arbre 51 ait tourné dans une position .dans laquelle la valve de commande 48 vienne en position neutre par rapport à la chemise 47.
L'arbre de commande secondaire 51 porte un levier 53 relié par une biellette 54, un levier 55 et un mécanisme 56 au manchon de commande 57 d'un régulateur 58 à vitesse constante de type connu, entraîné par le moteur et commandant le pas des pales d'une hélice à vitesse constante dont le pas est varié hydrauli-
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quement, de façon connue.
Le levier 53 est monté librement sur l'arbre de commande
51 et porte normalement, à cause de l'action indirecte qu'a sur lui le ressort du régulateur 58, sur une butée réglable 59 soli- daire de l'arbre 51, de manière que la position du levier 53 par rapport à l'arbre 51 soit normalement déterminée par la . position de la butée 59. Il est prévu un levier de super-commande
59a prenant le pas sur la commande normale et portant un organe d'attaque réglable 59b à l'aide duquel, au moyen d'une commande indépendante, le levier 53 peut être écarté, par basculement, de la butée 59 de manière à augmenter la vitesse du moteur indé- pendamment de la position de l'arbre principal de commande et de celle de l'arbre secondaire de commande, par exemple en cas de danger.
La tige 44a est reliée à un levier pivotant 59c relié en 61 à un piston 62 d'un servo-dispositif hydraulique 60 sur lequel agissent différentiellement les pressions régnant res- pectivement dans les passage d'huile 63 et 64 de la commande de vitesse constante de l'hélice par lesquels l'huile passe vers l'hélice quand le pas de celle-ci est respectivement réduit ou augmenté, la pression qui agit pour réduire le pas agissant aussi à l'encontre d'un ressort 65.
La disposition est telle que si, lors d'une réduction de pas, par exemple à l'approche du sol, des arrêts de pas réduit entrent en action dans l'hélice de manière à empêcher une plus grande réduction du pas, la pression d'huile qui augmente ainsi automatiquement dans le passage d'huile approprié 63 déplacera le piston 62 à l'encontre de l'action du piston 63 de manière à maintenir la vitesse appropriée du moteur eh empêchant ainsi la vitesse du moteur de tomber sous un régime auquel une reprise rapide du moteur ne serait pas possible.
Un mécanisme est associé aux arbes de commande principal
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et secondaire 31 et 51 et comprend des cames 66 et 67 montées respectivement sur les deux arbres et agissant sur les extré- mités opposées d'un levier 68 monté à pivot en un point inter- médiaire de sa longueur sur un bras d'un levier coudé 69 dont l'autre bras agit, par l'intermédiaire d'une tige 70, sur une extrémité d'un levier 71.
Le levier 71 pivote en un point in- termédiaire de sa longueur sur un dispositif thermo-sensible 72 dont le réservoir 73 est soumis à la température régnant à l'admission de la turbine tandis que l'autre extrémité du levier 71 agit sur une soupape 74 par laquelle le combustible du pas- sage principal de décharge de combustible 27 peut s'échapper si une température prédéterminée, dépendant du réglage du dispositif, est dépassée à l'admission de la turbine.
Une autre soupape de décharge 75 est aussi associée au passage principal de décharge 27 et est maintenue normalement fermée par un ressort 76, mais peut être ouverte par un piston de commande 77 dont la face supé- rieure est soumise, dans un passage 78 d'un dispositif sensible au couple transmis,à une pression d'huile qui varie en rapport avec le couple transmis par le moteur de manière que, si à un moment quelconque le couple dépasse une valeur prédéterminée, le piston 77 se déplace et ouvre la soupape 75 et réduit ainsi la quantité de combustible débitée aux ajutages par le passage prin- cipal de décharge 27.
La pression régnant dans le passage 78 agit aussi sur un autre piston de commande 79 à l'encontre d'un ressort 80; des appareils contacteurs électriques 81 sont asso- ciés au piston 79 et commandent un mécanisme de mise en drapeau de l'hélice de genre connu, la disposition étant telle que le mécanisme de mise en drapeau de l'hélice soit normalement hors d'action, mais remis en action pour mettre l'hélice en drapeau, si à un certain moment la pression dans le passage 78 tombe à une valeur indiquant qu'un couple négatif est transmis à l'hélice.
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Un servo-dispositif hydraulique 82 est associé au dispositif d'alimentation de combustible et son piston 83 commande l'angle d'incidence des aubes directrices de l'air entrant dans le compresseur du moteur. La soupape 84 du servo-dispositif hydraulique 82 est commandée conjointement par un ressort 85, et, par l'intermédiaire d'un organe de commande 86, par un diaphragme
87 dont une face est soumise à une pression régnant dans un passage 88, créée par la rotation des pièces de la pompe 1 et dépendant donc ainsi de la vitesse du moteur, tandis que son autre face est soumise à la pression d'admission de la pompe.
La disposition est telle que le servo-dispositif hydraulique 82 commande les, aubes directrices d'admission du compresseur pour la gamme de faibles vitesses du moteur, de façon dépendante de la vitesse du moteur, de manière à augmenter l'efficacité du com- presseur pour cette gamme de faibles vitesses et réduire le risque de surcharge. Il est clair que la force effective du ressort 85 est variée avec les déplacements du piston 83 par un levier 89 dont l'axe de pivotement est réglable au moyen d'organes de réglage indiqués en 91, de manière que les caracté- ristiques du réglage réalisé par le dispositif 82 puissent être modifiées dans certaines limites.
Un dispositif secondaire de calibrage d'orifice 92 est intercalé dans le passage de décharge de la pompe 1 et comprend un piston 93 dans lequel est pratiqué un orifice calibré 94 dont la chute de pression entre ses deux côtés est maintenue constante par un piston-valve 95 attaqué par la tige 96 du piston et par un ressort 97, et commande l'admission de com- bustible du passage 6 sous le piston 93. La chute de pression maintenue entre les deux côtés de l'orifice 94 peut être variée en réglant un ressort réglable 98.
Le combustible qui s'écoule par l'orifice calibré 94 -suisse dans un passage 99 formant le passage d'alimentation de
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fluide moteur pour les servo-dispositifs 48,49 et 82 et une soupape de décharge 100 est intercalée entre le passage 99 et le passage de décharge 101.
Il est clair que, puisqu'une chute de pression constante entre les deux côtés de l'orifice 94 est maintenue pendant le fonctionnement du dispositif, un taux d'écoulement volumétrique de combustible constant par l'orifice 94 est maintenu et, si aucun des servo-dispositifs 48, 49 ou 82 n'est en action, ce combustible s'écoulera vers le passage de décharge 101 par la valve de décharge 100. Cependant, la valve de décharge 100 est réglée de manière à s'ouvrir sous une certaine pression de manière à faire régner dans le passage 99 une pression convenable pour actionner les servo -dispositifs 48, 49 et 82.
Par conséquent, si l'un de ces dispositifs fonctionne, l'écoulement de combustible par l'orifice calibré 94 reste inchangé, mais une partie du combustible qui autrement s'échapperait par la soupape de dé- charge 100 est utilisée pour le fonctionnement du servo-disposi- tif. Le taux d'écoulement volumétrique de combustible vers la fente calibrée principale 13 n'est par conséquent aucunement af- fecté par le fonctionnement de n'importe lequel des servo-disposi- tifs mentionnés ci-avant.
La mise en action de la tige 70, par l'intermédiaire des leviers 69 et 68, par les deux cames 66 et 67 assure, lors d'un déplacement de l'arbre de commande principal 31 dans un sens de manière à augmenter la vitesse du moteur, un réglage initial du dispositif thermo-sensible 72 qui permet une accélé- ration sans que le dispositif 72 entre effectivement en action,
le déplacement subséquent qui s'ensuit de l'arbre de commande secondaire 51 complétant cependant le réglage du dispositif thermo- sensible 72 à la valeur requise. Ceci assure que le dispositif thermo-sensible 72 ne fonctionne pas à faux pendant l'intervalle
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compris entre l'action de l'arbre de commande principal 31 et le déplaceront qui s'ensuit de l'arbre de commande secondaire 51 pour effectuer les divers réglages du dispositif de commande.
Le taux d'écoulement du fluide moteur hors du cylindre du servo-dispositif 48-49 est commandé par un dispositif de soupape à tiroir. Ce dispositif de soupape à tiroir comprend une soupape réglable montrée en 102, dont l'ouverture effective est commandée par l'arbre de commande secondaire 51 par l'intermé- diaire d'un levier 103 et une soupape 104 montée en parallèle avec elle et commandée par le servo-piston 23, ces deux soupapes
102 et 104 étant disposées de façon à commander l'écoulement du fluide moteur de l'extrémité appropriée du cylindre moteur du dispositif 48-49 quand le piston 46 se déplace dans le sens qui augmente la vitesse du moteur, et une soupape séparée 105,
aussi commandée par le servo-dispositif 22 et commandant l'écoulement du fluide moteur de l'extrémité du cylindre moteur du servo- dispositif 48-49 de laquelle du fluide s'écoule quand le piston 49 se déplace dans le sens de réduction de vitesse du moteur.
On voit donc que le taux de déplacement du piston,49 pour des accroissements de vitesse est commandé conjointement suivant la pression d'admission d'air du moteur et le réglage de la vitesse tandis que le taux de déplacement correspondant aux réductions de vitesse est seulement commandé suivant la pression d'admission d'air.
Un mécanisme de secours est prévu comprenant un arbre 106 commandé par un levier 107 en cas de besoin et relié par un levier 108 et une tige 109 à un levier 110 pour prendre le pas sur le régulateur 58 à vitesse constante, par un levier 111 à un dispositif de freinage de turbine à l'aide duquel la turbine peut être freinée, et par un mécanisme 113 à une soupape 114 à l'aide de laquelle le passage principal de décharge de combusti- ble 27 peut être fermé.
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Des dispositifs thermo-sensibles 115, 116 soumis à la température régnant dans les chambres de combustion ou en des points choisis sur le trajet des produits de combustion sont prévus et disposés de manière à agir par l'intermédiaire de le- viers 117, 118 à- l'encontre de ressorts 119, sur des soupapes de décharge 120, 121 commandant des orifices de décharge respective- ment dans les passages 9 et 27 de manière à réduire le débit de la pompe 7 et l'alimentation des ajutages de combustible si la température aux points choisis dépasse une valeur qui est consi- dérée comme excessive.
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