Procédé de réglage d'une machine à piston libre et machine pour la mise en #uvre de ce procédé. - L'invention est relative à. un procédé de réglage d'une machine à piston libre et à. pression de refoulement variable comprenant. au moins un accumulateur pneumatique d'énergie restituant au piston libre, lors de sa course de retour, de l'énergie emmagasinée lors de sa course d'aller.
Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait qu'on règle le poids du gaz con tenu dans ledit accumulateur en fonction de la pression de refoulement, de la pression ré gnant dans l'accumulateur pour une position déterminée du piston libre et de la longueur de la course de ce piston.
L'invention concerne également une ma chine à piston libre et à pression de refoule ment variable pour la mise en #uvre de ce procédé et comprenant au moins un accumu lateur pneumatique d'énergie restituant au piston libre. lors de sa course de retour, de l'énergie emmagasinée pendant sa course d'aller. Cette machine est caractérisée en ce que l'accumulateur communique avec une source de gaz par l'intermédiaire d'tt dispo sitif de commande actionné automatiquement, d'une part, en fonction de la pression de re foulement de la machine, et, d'autre part, en fonction de la moyenne des pressions régnant dans l'accumulateur pendant une course d'aller et retour du piston libre.
Le dessin représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de la machine selon l'invention, ces formes d'exécution servant à mettre en #uvre deux formes d'exécution du procédé selon l'inv ention, également données à titre d'exemple.
La fig. 1 représente de faon schématique une première forme d'exécution de la machine selon l'invention.
Les fig. 2 à 4 sont des diagrammes desti nés à faciliter la compréhension du fonction nement de cette forme d'exécution.
La fig. 5 montre partiellement une deuxième forme d'exécution de la machine, et la fig. 6, enfin, est un diagramme destiné à faciliter la compréhension du fonctionne ment de la machine représentée par la fig. 5. La machine représentée par la fig. 1 est.
un autogénérateur de gaz chauds sous pres sion à pistons libres comprenant un cylindre moteur 1, dans lesquels travaillent. les élé ments moteurs ?1 et '3' des deux pistons libres, ces éléments découvrant respectivement, an voisinage des points morts extérieurs, des lu mières d'admission 3 et des lumières d'échap- pentent 1.
Le deux pistons libres comprennent les éléments compresseurs 51 et 52 coulissant res pectivement dans des cylindres 61 et 6-, ces éléments 5' et 5' assurant, par leur face interne, grâce à, des clapets d'admission 7 et des clapets de refoulement 8, l'alimentation en air sous pression d'un carter étanche<B>9</B> entourant le cylindre moteur 1.
Les pistons libres sont reliés par un méca nisme de synchronisation, non représenté au dessin, et constitué par des leviers oscillants autour d'un axe fixe et ayant leurs extré mités opposées reliées, à l'aide de bielles, res pectivement aux deux pistons libres à mouve ments opposés.
Pour accumuler pendant les courses d'al ler de l'énergie destinée à être restituée aux pistons libres lors des courses de compres sion, c'est-à-dire lors des courses de retour, la machine et munie d'accumulateurs pneuma tiques d'énergie constitués entre les faces externes des éléments 51, 52 des pistons libres et les fonds des cylindres 61, 62, les accumula teurs ainsi constitués étant désignés dans ce qui suit respectivement par les lettres Al et A2.
Le carter 9, dans lequel règne une pres sion sensiblement égale à la pression du gaz débité (dans ce qui suit, on désignera tout simplement la pression dans le carter 9 par pression de refoulement ), communique avec les conduits 141 et 14 , reliant les accumula teurs pneumatiques Al et A2 entre eux, par l'intermédiaire d'un dispositif de commande actionné par un mécanisme agissant de façon telle que, d'une part, en régime stable, les accumulateurs soient isolés du carter, et que, d'autre part, lorsqu'il se produit une varia tion du régime de marche, l'air contenu dans le carter 9 puisse passer dans les accumula teurs A1 et A2 ou vice versa.
Ce dispositif de commande est constitué par un tiroir 10, logé clans un réservoir 11, qui est en communica tion constante avec le carter 9, ce tiroir com prenant deux compartiments 101 et 102 munis respectivement de lumières 121 et 122, les quelles, lorsqu'elles viennent, l'une ou l'autre, en regard d'une lumière fixe 13, font commu niquer le compartiment correspondant avec les conduits 141, 142 aboutissant aux aceuinu- lateurs A1 et A2, la lumière l3 étant masquée pour la position neutre du tiroir 10 (position représentée sur la fig. 1).
Dans les parois des compartiments 101 et 102 sont montés, respectivement, des clapets 15, permettant seulement à l'air de passer du compartiment 101 dans le réservoir 11 et le carter 9, et des clapets 152 permettant seule ment le passage de l'air du réservoir 11 et du carter 9 dans le compartiment 102.
Le tiroir 10 est attelé à un piston 17 cou lissant dans un cylindre 16, l'une des faces de ce piston étant, soumise à la pression de re foulement, par un conduit 13, tandis due son autre face est soumise à l'action d'un ressort antagoniste 19, et l'ensemble étant tel qu'un accroissement de la pression clé refoulement ait pour effet d'amener la lumière 122 en re gard de la lumière 13 et qui'inversenent une diminution de cette pression amène la lumière 121 en regard de cette lumière 13.
La machine représentée est munie d'une chambre 20 qui communique avec l'intérieur de l'accumulateur h, par un canal d'étran glement 21 avec lequel coopère un pointeau réglable 22 et par un second canal 38 disposé parallèlement au canal 21 et commandé pal un clapet de retenue 39 soumis à l'action d'un ressort 40.
Le clapet 39 est disposé de façon à s'ou vrir vers l'accumulateur, de sorte qu'il laisse échapper, dans l'accumulateur _11, une partie de l'air sous pression se trouvant dans la chambre 20 lorsque la pression dans l'accu mulateur est inférieure à, celle régnant dans cette chambre, tandis qu'il empèche Lin éeou- leinent de l'air de l'aceumulateur -11 vers la chambre 20 à travers le canal 38; par eonsé- qLient, la pression dans la chambre 20 est.
inférieure à la moyenne des pressions régnant dans l'accumulateur Al pendant une course d'aller et retour du piston.
Il est clair due la. pression régnant dans la chambre 20 est fonction de la \moyenne des pressions régnant dans l'accumulateur Al pendant une course d'aller et retour du piston libre, cette moyenne dépendant de son côté de la longueur de la. course du piston libre et de la pression régnant. dans l'accumulateur pour une position donnée de ce piston. La pression régnant dans la chambre 20 agit sur un piston 23 relié à. un poussoir 25 au moyen d'un levier à sonnette 26 pivotant autour d'un axe 27, l'une des extrémités de ce levier étant attelée en 28 au piston 23, tandis que l'autre extrémité 29 agit sur le poussoir 25, qui prend appui sur le ressort 19.
De la sorte, la tension du ressort 19 augmente lorsque la pression dans la chambre 20 augmente.
Au-dessus de l'extrémité 29 du levier 26 est disposé un poussoir 30 solidaire d'un piston 31 qui est soumis, d'un côté, à l'action d'un ressort 32 et, de l'autre côté, à la pres- étant amenée par un conduit 33 à la partie supérieure d'un cylindre 34 à l'intérieur du quel le piston 31 se déplace.
Aussi longtemps que la pression de refoulement clé l'auto- générateur n'a pas atteint une valeur déter minée pl,d, le ressort 32 écarte le poussoir 30 de l'extrémité 29 du levier 26 et le mécanisme d'actionnement agit sur le tiroir 10, de façon à faire varier les pressions dans les aceumu- laceurs pneumatiques, en fonction des pres sions clé refoulement clé l'autogénérateur, se lon la ligne droite c de la fig.
3, dans laquelle les abscisses représentent les pressions de re foulement pd, tandis que les ordonnées repré sentent les moyennes pm, des pressions régnant clans l'accumulateur, mais une fois la pres sion de refoulement pld atteinte ou dépassée, le poussoir s'appuie contre ladite extrémité, et cela avec une force d'autant plus grande que la pression de refoulement est plus élevée.
Par conséquent, à partir de la pression de refoulement. pl,d, le fonctionnement. ne suit plus la ligne c, mais la ligne cl, qui a une inclinaison inférieure à celle de la ligne c.
Les organes de transmission entre le pis ton 23 et la butée 25 se trouvent en outre sous l'influence d'un organe sensible à la pres sion ambiante, et qui peut donc agir en fonc tion de l'altitude. Cet organe sensible à la pression ambiante est surtout utile lorsque l'autogénérateur décrit est établi dans un véhicule, par exemple dans une aérodyne, de vant fonctionner à différentes altitudes.
Cet organe est constitué par une capsule barométrique 35 actionnant un levier 36 pi votant autour d'un axe 37, l'extrémité dudit levier opposée à celle attelée à ladite capsule portant l'axe 27 du levier à sonnette 26. Cette capsule barométrique est agencée de faon telle qu'elle agisse sur le mécanisme de commande du tiroir 10 dans un sens tel que le poids de l'air contenu dans l'accumulateur diminue lorsque la pression ambiante dimi nue, c'est-à-dire que l'altitude augmente.
Le fonctionnement de l'autogénérateur qui vient d'être décrit est le suivant: Si l'on suppose que la pression de refou lement passe d'une valeur pl, pour laquelle le distributeur 10 se trouvait en position neutre, à une valeur supérieure p2, le piston 17 se déplace contre l'action du ressort 19 et la lumière 122 est amenée en regard de la lu mière 13, de L'air sous pression contenu dans le carter 9 peut alors, pendant la partie de course pour laquelle la pression de refoule ment est supérieure à la pression dans les accumulateurs @11, < 1=, franchir les clapets 15= et venir, par les conduits 14', 1-1=, accroître le poids de l'air contenu dans ces accumulateurs.
S'il s'était, au contraire, produit une diminu tion de la pression de refoulement, le distri buteur 10 attrait. été déplacé en sens inverse et la lumière 121 serait venue en regard de la lumière 13, permettant ainsi à une partie de l'air contenu dans les accumulateurs de re tourner au carter 9 à travers les clapets 151 pendant les fractions de course durant les quelles la pression dans ces accumulateurs est supérieure à la. pression dans le carter 9.
Le retour du distributeur 10 dans sa posi tion neutre, pour laquelle la lumière 13 est séparée aussi bien d'avec la lumière 12" que d'avec la. lumière 12=, est provoqué par la. mo dification de la pression régnant dans la chambre 20, modification qui résulte de la variation du régime des pressions dans les accumulateurs Al, A2, et entraîne une varia tion de la tension du ressort 19.
Ainsi qu'on l'a vu précédemment, la pres sion qui règne dans la chambre 20 dépend de la moyenne des pressions régnant clans l'accu mulateur Al et est, par conséquent, fonction de la. pression qui règne dans l'accumulateur pour une position déterminée du piston libre et de la longueur de la course de ce piston.
Cette double dépendance de la moyenne des pressions régnant dans l'accumulateur est illustrée par le diagramme de la fig. 2, clans lequel la courbe pleine a représente, à partir d'une pression minimum déterminée (qui règne dans l'accumulateur lorsque le piston libre se trouve à son point mort inté rieur), la montée clé pression au cours de la course du piston libre vers l'extérieur, lors que cette course a une longueur l relative ment courte. Dans ce cas, la moyenne des pressions correspondant à cette courbe est égale à pn Si, sans modifier la pression mi nimum de la courbe a, on prolongeait la course vers l'extérieur au-delà clé la fin de la course 1, on obtiendrait, tout en restant sur la courbe a, une moyenne supérieure à la valeur pm.
D'autre part, si on voulait obtenir, pour une course L d'une longueur plus grande, une moyenne égale à la valeur pm, il fau drait diminuer la pression initiale pour obtenir ainsi la coure de pression b à la place de la courbe a.
Le fonctionnement de l'autogénérateur re présenté à la fig. 1 est illustré par le dia gramme de la fig. 4. Dans ce diagramme, les trois courbes dl, d2, d3 représentent les varia tions de la pression régnant dans l'accumula teur; les droites horizontales pm1, p,m2, pm3 sont les moyennes correspondant respective ment aux trois courbes dl, d2, d3, les lignes horizontales pr1, pr2, pr3, enfin, sont les pres sions régnant dans la chambre 20;
ces der nières pressions sont inférieures respective ment d'une valeur #p1, #p2, #p3 aux moyen- nés correspondantes pm1, pn2, pm 3, ladite dif férence résultant de l'existence du canal 38 commandé par le clapet 39. Il est clair, ce pendant, que malgré l'existence du canal 38, la, pression dans la chambre 20 dépend de la moyenne des pressions régnant dans l'accu mulateur pour une course d'aller et retour.
Si la tension du ressort 40 est invariable, la valeur #p est fonction du rapport entre la section libre du canal d'étranglement 21 et la section libre du clapet 39.
Pour régler la valeur #p, on pourra donc faire varier soit la section libre du canal d'étranglement 21 à l'aide du pointeau 22, soit la tension du ressort 40 qui agit sur le clapet de retenue 39. 5o La faculté que possède le mécanisme d'ac- tionnement du dispositif clé commande 10 de l'autogénérateur de la fig.
1 d'être sensible à cls variations de course, sans que la pres sion de refoulement subisse en même temps un changement, peut avoir un effet pratique lorsque le régulateur d'une machine qui re cevrait les gaz produits par cet autogénéra- teur demande uniquement une augmentation clé la quantité de ces gaz et, non pas une aug mentation de leur pression. Dans ce cas, l'augmentation de la quantité de combustible injeeté dans le eylindre moteur l entraîne une augmentation de la course des pistons libres, tandis que la pression de refoulement reste sensiblement inchangée.
Cette augmen tation de course à d'abord pour effet de faire monter la valeur de la moyenne des pressions régnant dans l'accumulateur. A. la. montée de cette moyenne correspond une augmentation de la pression pr régnant dans la chambre 20; l'augmentation de cette dernière pression agissant sur le piston 23 a pour effet de pro voquer un déplacement du tiroir 10, de façon telle qu'une partie de l'air contenu dans les accumulateurs retourne au carter 9 à travers les clapets<B>151.</B> L'azrandissement de la course a donc sur le dispositif de commande un effet. analogue à la. diminution de la pression de refoulement de la machine.
Dans une variante,<B>l'a</B> utogénérateur de la. fig. 1 pourrait être pourvu d'organes réglant automatiquement le pointeau 22 ou la tension du ressort 40 en fonction d'un facteur de fonctionnement de cet autogénérateur, par exemple de sa pression de refoulement.
Dans une autre variante de la forme d'exé cution de la fig. 1, on pourrait supprimer le canal 38 et agencer l'étranglement. 21, de faon que la pression qui règne dans la chambre 20 soit. égale à. la. moyenne des pres sions régnant dans l'accumulateur ±11. Pour le reste, la disposition de cette variante serait identique à celle de l'autogénérateur de la. fig. 1. Dans la forme d'exécution de la. machine représentée à la fig. 5, qui est également cons tituée par un autogénérateur, l'agencement des pistons lihres et les cylindres est le même que dans la machine (le la fi g. 1.
Les accumu- latenrs pneumatiques d'énergie (le renvoi communiquent entre eux par des conduits qui communiquent avec le carter 9 par l'intermé diaire lt tiroir 10 logé dans un réservoir 11. Ce tiroir est agencé comme le tiroir 10 de la, machine (le la fig. 1. Lin accumulateur con- nunique avec une chambre ')0 par un canal d'étranglemebt 2'1 dont le legré d'étrangle ment est réglé par un pointeau mobile 11.
Le carter 9, dans lequel règne une pres sion égale à la pression de refoulement, est relié, par un conduit 42,<B>à</B> un cylindre 43 dans lequel se déplacc, contre l'action d'un ressort 44, un piston 15 dont la tige est atte lée à l'une des extrémités d'un levier bascu lant 46, l'autre extrémité de ce levier étant attelée au pointeau 41.
Il ressort de la fig. 5 que le degré d'étran glement du canal 21 est d'autant. plus grand que la pression de refoulement du générateur augmente. La chambre 20 est reliée à l'aeeu- nulateur par un second canal 38 parallèle au canal 21 et commandé par un clapet 39 sou mis à un ressort. 10 et s'ouvrant dans le sens allant de la chambre 20 à l'accumulateur.
La chambre 20 est reliée à l'aide d'un cou- (luit 47 à l'espace 48 se trouvant, à l'intérieur d'un cylindre 16, au-dessus d'un piston 17 sur le côté inférieur duquel agit un ressort 49, 1a partie chi cylindre 16 contenant ce ressort étant munie d'une ouverture 50 assurant la communication (le cette partie avec l'atmo sphère. Le piston 17 est directement attelé au tiroir 10 au moyen d'une tige.
le fonctionement de l'autogénérateur se lon la fig. 5 est le suivant: Etant donné que le degré d'étranglement du canal 21 est d'autant plus important que la pression (le marche du générateur aug mente, l'écart #p entre la moyenne des pres sions régnant dans l'accumulateur et la pres sion pr régnant dans la chambre 20 augmente davantage lorsque la pression de refoulement augmente que dans le cas du fonctionnement de la machine de la fig. 1 illustré à la fig. 4.
Le dispositif de réglage du degré d'étran glement du canal 21 (le 1'autogénérateur de la fil. 5 est agencé de faon qu'on obtienne, par exemple, pour les trois pressions de re foulement différentes auxquelles correspon dent les courbes e1 e2, e3 des pressions dans l'accumulateur (voir fig. 6), les écarts #p', dl)", Ah"' entre les moyennes pm1, pm2 , pm3, qui correspondent auxdites courbes e1 e2, e3, et les pressions pr qui règnent dans la chambre 20.
II ressort de la fig. 6 que lesdits écarts #p,', #p", #p"' ont chaque fois une valeur telle que les pressions dans la chambre 20 sont toujours les mêmes malgré les différen ces dans les pressions régnant dans l'accumu lateur.
En d'autres termes, pr1 = pr2 = pr3= Pr- Supposons maintenant que la pression de refoulement du générateur et, par consé quent, la pression dans le carter 9, augmente, cette augmentation provoque un déplacement du pointeau 4-1 dans le sens d'une augmenta tion du degré cl'étranglenient du canal 21;
par conséquent, la pression dans la chambre 20 diminue, ce qui provoque un déplacement du tiroir 10 de faon telle que la lumière 12= est amenée en regard de la lumière 13 pour permettre à l'air sorts pression contenu dans le carter 9 d'augmenter le remplissage des accumulateurs. Par conséquent, la pression initiale et également la moyenne des pressions régnant. dans l'accumulateur augmentent pour atteindre la valeur qui correspond à la nou velle pression de refoulement du générateur.
Ce nouveau régime atteint clans l'accumula- teur, la pression p, régnant dans la chambre 20 reprend son ancienne valeur p,., étant donné que, par suite de l'augmentation de la pression dans le carter 9, le degré d'étrangle ment du canal 21 est maintenant plus impor tant que pendant la durée du régime précé dent. La reprise de son ancienne valeur par la pression régnant dans la chambre 20 a.
permis au distributeur 10 de reprendre sa position neutre représentée par la fig. 5, de sorte qtje l'ensemble est prêt pour un nouveau réglage. Au cas où la pression de marche régnant dans le carter 9 diminue, lesdits phénomènes ont lieu de façon inverse.
La pression régnant dans la chambre 20 étant fonction de la moyenne des pressions régnant dans l'accumulateur, le mécanisme d'actionnement du tiroir 10 de l'autogénéra- teur de la fig. 5 est sensible, comme dans le cas de la fig. 1, aux variations de la Ion- gueur de course des pistons libres. Si, par exemple, la course augmente alors que la pression de refoulement reste inchangée, cette augmentation de course a d'abord pour effet une augmentation de la moyenne des pres sions régnant dans l'accumulateur, tandis que le pointeau 41 reste à sa place en raison de la constance de la pression de refoulement.
L'augmentation de la moyenne des pressions régnant dans l'accumulateur provoque donc une augmentation de la pression dans la chambre 20, augmentation qui provoque un déplacement du tiroir 10, de façon telle qu'une partie de l'air contenu dans l'accu mulateur retourne au carter 9. Cela a pour effet d'abaisser la courbe de pression dans l'accumulateur jusqu'à ce que la pression pr dans la chambre 20 revienne à la valeur cons tante normale en régime stable, ce qui pro voque le retour du tiroir à sa position neutre. Un nouvel état d'équilibre est ainsi atteint pour des longueurs de courses prolongées.
Il est évident que l'on pourrait également mettre en #uvre le procédé selon l'invention, par exemple au moyen d'une machine pour vue de trois dispositifs distincts, .dont l'un travaille en fonction de la longueur de la course du piston libre, dont un second tra vaille en fonction de la pression qui règne dans l'accumulateur pour une position déter minée de ce piston, et dont le troisième tra vaille en fonction de la pression de refoule ment, ces trois dispositifs agissant conjointe ment sur des organes qui règlent le poids du gaz contenu dans l'accumulateur pneumatique d'énergie.