CH310607A - Régulateur hydraulique. - Google Patents

Description

Regulateur hydraulique. La presente invention a pour objet un regulateur hydraulique toutes vitesses pour moteur ä combustion interne ä injection, ana- logue ä celui du type deerit .dans 1e brevet N 294846 du 28 mars 1950, Jans lequel la section de Passage au robinet mobile du pis- ton reg1.ilatelzr regle simultan6ment 1e regime en fonction du couple resistant et 1e statisme du reglage en fonetion des differents regimes du moteur. Le rdgulatelir, objet de finvention, est caraeteris6 en ce qu'il comporte des moyens pour augmenter 1e debit de 1'injec- tion aux regimes intermgdiaires, des moyens polir regler, suivant une loi ehoisie d'avanee, 1e statisme du r6glage aux differents regimes d'litilisation, des moyens pour limiter la va- leur du statisme au ralenti du moteur, des moyens pour angmenter automatiquement 1e debit de 1'injection lors du d6marrage du moteur, des moyens pour regler 1e debit c1'injeetion pour la vitesse limite sup6rieure du moteur, et des moyens pour limiter ä une valeur fixee d'avance la Pression Jans 1e cir- cuit hydraulique du rag ulateur.

Le dessin annexe repr'esente; 'a titre d'exemple, une forme d'execution du rege lateur objet de finvention et des diagrammes de fonetionnement.

La fig.1 est une coupe verticale par faxe du r6gulateur.

La fig. 2 est une coupe horizontale par Faxe du regulateur.

La fig. 3 est une vue laterale montrant les leviers de commande en Position de vitesse limite. La fig. 4 est la meme nie lateral.. traut les leviers de commande en Position darret.

La fig. 5 est une vue arriere du r6gulateur. La fig. 6 est une vtie en plan du regu- lateur, 1e couvercle sup6rieur enleve.

La fig. 7 est un diagramme representant; en fonction de la vitesse de rotation du mo- teur, les courbes de puissance et de couple d'luv moteur Diesel et les ,courbes de Mit eorrespondantes de la pompe d'injeetion lorsque la blltee de debit est fixe ou variable suvant la Pression en amont du piston regulateur.

Les fig: 8 et 9 montrent deux formes d'execution du ,levier de statisme.

La fig. 10 represente en fonction du regime, Fallure de la variation du statisme correspondant aux Profils des deux leviers fig. 8 et 9.

La fig. 11 est un diagramme montrant pour les deux memes Profils du levier de sta- tisme, en fonetion des differents r6gimes allaut du ralenti ä la vitesse limite sup6rieure du moteur, les positions que prend la er6mail- lere de la pompe d'injeetion entre la pleine eharge et la survitesse ä viele.

La fig.12 montre, toujours pour les deux RTI ID="0001.0268" WI="10" HE="4" LX="1011" LY="2044"> memes Profils du levier de statisme, les courbes de puissance d'un moteur Diesel ä 1/2, % et pleine charge et Fallure des coupures ä la vitesse limite superieure et aux regimes intermediaires.

Le r & gulateur comporte lm carter 1 com- prenant une pompe volum6trique (non figu- ree) entrainee par 1a poinpe d'injection representee par 1'extremite de sa cremaillere de debit 2 (fig.1).

La pompe du regulateur travaille en eir- euit Ferme et sa Pression. de refoulement agit par un conduit 3 sur un piston regulateur 4 repousse par un ressort de rappel 5. Le Fond du piston regulateur 4 comporte un trou excentre susceptible de venir en regard d'un trou pratique dann un volet 6 mobile avee 1e piston pour Former une section de passalte reglable S sur 1e circuit ferme, sur 1'admission 7 de la pompe, la seetion S variant selon la Position angulaire relative du piston 4 et du volet 6, les trous susclits coincidant plus ou moins.

Une tige 8 du piston 4 commände la po- sition de la cremaillere 2 par 1'entremise dune biellette 9, d'un levier 10 et d'un ridoir 11. Tandis que la seetion S est commandee par la positiön dun accelerateLlr 12 lequel, par un balancier <B>13,</B> agissant de Part et d'autre sur deux leviers 14 et 15, determine simultanement d'un cöte, par la Position angulaire du volet 6 par rapport au piston 4 une seetion de Passage S qui definit une vitesse de rotation du moteur, et, de Pautre, par la Position angulaire d'un tournevis 16, la rotation du pisto.n 4 du- rant sa course de reglage, pour modifier dans un sens ou dans 1'autre la meme section S, afin d'obtenir les statismes de reglage conve- nant aux differents regimes.

Ainsi, les positions angulaires relatives dit piston 4 et du volet 6 sont determinees toutes deux par celles du levier de 1'accelerateur 12, quels que soient le regime et 1e couple r6sis- tant du moteur.

Si dans un reglage et pour une Position quelconque de 1'accelerateur 12 il intervient, par exemple, une diminution du couple, resis- tant, la vitesse du moteur augmente, entrai- nant un debit et une Pression plus forts de la pompe du regulateur, 1e piston 4 se deplace vers la droite et repousse la cremäillere 2 egale-ment vers la drohe en direction darret, de faQon ä retablir pour 1e nouveau couple resistant, le regime deterinine par la Position de 1'accelerateur 12. Inversement si 1e couple resistant augmente.

Suivant la Position de 1'aecelerateur 12 qui definit une section de Passage S, 1e tournevis 16 dann lequel peut coulisser un bouton 17 du piston 4, Fait tourner ledit pis- ton dans sa course de reglage suivant un angle positif (fig. 3) ou negatif (fig.4)- sui- vant 1e regime impose au moteur par 1a. Po sition de 1'aceelerateur 12.

Dans la course de reglage du piston 4, lorsqu'intervient une dirninution du couple resistant du moteur, si la rotation du piston parRTI ID="0002.0273" WI="13" HE="3" LX="1232" LY="855"> rapport au volet mobile occasionne une augmentation d e la section S durant la course de reglage (fig.4), 1e statisme ou degre d'iriegularite du reglage ainsi realise est plus Brand que celui du ressort de rappel 5 lors- que 1e tournevis 16 est parallele ,ä Faxe du piston 4 et que, par conAquent, ce dernier ne tourne pas. Ce qui revent ä dire que 1'ecart de vitesse entre les deux positions considerees eroit avee 1'augmentation de la section S du- rant la couTse de r'eglage.

Tandis que, si 1'angle du tournevis 16 est positif (fig.3), la section S diminue durant la course de reglage, 1e statisme est alors infe- rieur ä celui du ressort 5 et 1'ecart de vitesse entre Fes deux positions considerees diminue comme la section S.

L'allure de la variation du statisme est ainsi determinee par 1e Profil de la rampe du levier 15 qui, par un ressort de rappel 18; prend appui our une vis de statisme 19 dont la Position sur 1e balancier 13 est reglable.

Le statisme ou degre d'irregularite est de- fini par 1e rapport entre 1'ecart de vitesse, entre deux positions de reglage, et la vitesse moyenne ä laquOle s'effeetue ce reglage.

avee ui et n2, vitesses de rotation inferieure et superieure, co1 et c02 vitesses angulaires correspondantes.

Les fig. 8 et 9 montrent, ä titre d'exem- ple, deux formes d'exeeution du levier 15, et la variation de statisme due ä Ces deux Profils est representee ä lafig.10.

La variation obtenue par 1e levier de la fig. 8 est representee par la courbe en trait continu (fig.10) qui coupe la ligne d'abeisse pour une vitesse tres voisine de la vitesse Limite n3 du moteur. Le statisme ou, si 1'on veut, Pecart de vitesse des reglages, diminue presque lindairement du ralenti n, ä la vitesse Limite n3 du moteur.

Le levier 15 de la fig. 9 donne une courbe de statisme tres differente (en trait mixte). Le statisme E diminue tres rapidement du ralenti n. ä la vitesse ny, pour diminuer encore, mais tres lentement jusqu'ä la vitesse Limite n3. Cette courbe convient particuliere- ment aux moteurs de traction dont 1e do- maine d'utilisation en Charge est eompris entre les vitesses nj. et n3. Entre Ces deux regimes, 1'ecart de vitesse entre la pleine Charge et la marche ä, vide est faible, il en rdsulte une grande souplesse du moteur. La courbe de statisme ne coupe plus la ligne d'abcisse oiz 1e statisme s est nul et, par conse- quent, 1e reglage indifferent. Le reglage dune butee 20 de vitesse Limite (fig. 3 et 4) peut alors s'operer sans risque d'atteindre 1e statisme nul.

Les positions de debit que prend la cre- maillere 2 de la pornpe d'injection en fonc-. tion du regime sont representees ä la fig.11 en traits pleiiss et en traits mixtes, corres- pondant respectivement aux deux courbes de statisme de la fig.10, tandis que les courbes- correspondantes de puissance dun moteur de traetion ä pleine Charge, trois quarts et demi- charge et les courbes de coupure aux diffe- rents regimes d'utilisation du moteur sont representees ä la fig.12.

Ce dernier diagramme montre clairement 1'avantage que Von peut tirer, pour la marche dun moteur de traction, d'un re- glage avec faible statisme sur tout son do- maine d'utilisation (courbes en traits mixtes correspondantes au Profil du levier de sta- tisme de la fig. 9). 0n voit qu'ä tour les re- gimes d'utilisation, 1'ecart de vitesse entre la pleine Charge P et la marche ä vide Po est tres faible, 1e moteur suit instantanement toutes les variations du couple resistant, de ce fait, les reprises sont vigoureuses. De plus; comme 1a consommation specifique diminue tres sensiblement entre la pleine Charge P et la demi-charge P2, il en resulte une economie de combustible de Fordre de 20,0/0.

Les deux exemples des fig. 8 et 9 se rap- portent ä des Profils de rampes RTI ID="0003.0276" WI="14" HE="4" LX="1604" LY="539"> lineaires, mais 1e Profil du levier 15 pourrait, bien entendu, avoir telle courbure voulue pour obtenir telle courbe de statisme determinee. Par exemple, ce pourrait etre 1e cas pour des groupes .electrogenes appeles ä fournir, ä vo- lonte, .du courant ä 50 ou ä 60 periodes avec un m6me degre d'ixmegularite aux deux regimes correspondants.

Le statisme au ralenti est Limite par une vis reglable 21 qui vient buter au ralenti sur un pied du levier 15 en 1'empechant de suivre 1e balancier 13 Jans sa course lorsque 1'accelerateur 12 va du ralenti ä 1'arret (fig. 4).

Ce reglage du degre d'irregularite au ralenti permet de mesurer 1e statisme mini mum necessaire au ralenti stable du @moteur et, par consequent, 1e moment d'inertie des nasses tournantes. Au bane moteur, ce sta- tisme minimum est reabsä lorsqu'en vissant la vis rdglable 21, un pompage commence ä s'amorcer sur la cremaillere 2 de la pompe.

Dans la course de 1'accelerateur 12 du r. alenti ä Farret, une vis reglable 22 du ba- lancier 13 souleve un bras 23 dun levier 24 lequel, ä son tour, souleve une vis de reglage de debit 25 fixee sur un organe 26 articule sur un axe 27 du levier 10 de la eremaillere 2, de telle.maniere qu'ä la Position arret de 1'accelerateur, ladite vis 25 quitte une butee de debit 28 et permette ä la eremaill@re 2 de prendre une Position de surcharge ä 1'arret du moteur, lorsque la Pression du regulateur est tombee (fig.4). Cette Position de sur- Charge au depart est reglee par une vis 29 du levier 10.

L'attache de longueur-reglable reliant la cremaillere 2 ä Faxe 27 du levier 10 est for-, nee par une chape 30 articulk sur un tou- rillon de la cremäillere 2; 1e r idoir 11, viss6 Sur ime tige filet6e de la chape 30, muni dun ressort 31 de rattrapage de jeu et dune vis 32 press6e par ledit ressort et solidaire d'un tirant 33 articul6 Sur i'axe 27 du levier .-10, de teile Sorte que 1e blocage d'un ecrou 34 du ridoir ne puisse occasionner aucune torsion ni Sur la cr6maillere 2 ni Sur 1e levier 10 du regulateur (fig.6).

Lorsque 1'acc616rateur est ramen6 brus- quement de la position de Brande vitesse ä celle du ralenti, ce qui revient ä fermer ins tantanement la section S, la pression en amont du piston 4 peut s'elever ä des valeurs trop Fortes pour les organes du r6gulateur. Pour 6viter ces surpressions dangereuses, et du Fait que les reglages s'operent toujours entre les memes limites de pression, quels que soient les differents regimes du moteur, uue soupape bypass 35 est placee entre 1e eonduit 3 et 1'admission 7 de la pompe du regulateur (fig. 1). Lette soupape 35 est taree par im ressort 36 de teile maniere que la pression maximum du circuit soit limit6e < k une valeur l6gerement plus forte que la pression haute du r6glage.

L'equilibre des poLlssdes antagonistes du piston 4 et du ressort 5 s'opere Sur une butee ä billes 37 pour permettre, avec 1e minimuin de frottement, 1e d6placement angulaäre du piston par rapport ä la tige 8 qui n'accom- pagne pas la rotation du piston 4 durant 1e reglage.

La caract6ristique .de d6bit dune pompe d'injection ä piston est repr6sentee ä la fig. 7 par la courbe Q qui montre que 1e debit aug- mente avee la vitesse de rotation n, du Fait que pour une meme pression d'injection, les fuites sont plus importantes aux Faibles vi- tesses qu'aux Brandes. Au contraire, 1e rem- plissage du moteur en air frais diminue avee la vitesse de -rotation.

Pour corriger cette anomalie et develop- per ä tous les r6gimes la puissance corres- pondante ä son remplissage en air frais, la butee de d6bit 28 qui intervient pour limiter la course de la cr6maillere 2 et, par cons6- quent, 1e Mit d'injection, est montee elas- tiquement dans son logement sous 1'action d'un ressort 38 et peut s'effacer Sur une dis- tance et suivant ime loi determinee ä 1'avance, sous la pouss6e de la vis de r6glage de debit 25. En effet, supposons 1'acc616rateur 1.2 Sur sa butee de vitesse Limite 20 (fig. 3). Lorsque la vis de r6glage de d6bit 25 vient rencontrer la butee 28 supposee fixe, la puissance maxi- mum P3 du moteur ä la vitesse Limite n3 est atteinte et la pompe d'injection Bonne son debit maximum RTI ID="0004.0274" WI="12" HE="4" LX="1431" LY="708"> (fig.7). Si 1e couple r6sis- tant au moteur augmente, an releve la courbe de pleine charge P correspondant ä la. courbe de d6bit Q de la pompe d'injection. La sec- tion de passage S3 ne change pas, 1'acc614- rateur etant rest6 Sur sa butee 20 de vitesse Limite n3.

Pour r6tablir 1e debit Q3 Sur tout 1e do- maine de vitesse de n3 ä n1, ou meme pour 1'enrichir, si 1e taux de remplissage du mo- teur 1'autorise, il suffit de permettre ä la er6maillere 2 de se deplacer dans 1e sens des d6bits plus Brands (vers la Bauche). La va- leur Limite a de ce d6placement Sera indiqu6e ä la vitesse n par 1'apparition de fumees ä 1'dchappement du moteur.

Connaissant la seetion S3, an calculera les pressions p3, <I>p2</I> et p1 correspondant aux vitesses n3, n2 et n1 (fig.7). Ces pressions peuvent dgalement etre mesur6es au mano- metre. La pression p3 multiplik par la sur- face du piston 4 Bonne la Force d'6quilibre R3 des efforts du piston 4 et du ressort 5 ä la vitesse Limite n3. 0n calcule de meme les pouss6es R2 et R1 du piston aux pressions p2 et pi. Les diff6rences d R2 = R3 -R2 et dRi=R3-Ri donnent 1'effort de la biel- Lette 9 Sur son attache du levier 10 aux deux vitesses n2 et ni.

Si 1'on veut enriehir 1e debit Q de la pömpe d'injection Sur tout 1e domaine de v itesse entre n3 et n1, il suffit de r6duire, Sur, la vis de r6glage de debit 25 1e deplacement a de la cremaillere et la Force<B>AB,</B> dans les rapports du levier 10 pour trouver uze course d'enrichissement ai et une Force h'1 sur la butee de debit 28, Le ressort 38 de la butee 28 est alors determine. Sa poussee ini- tiale est nulle et sa constante est

0n obtient alors au banc moteur la courbe de debit Q' pour la pömpe d'injection et la courbe de piüssance P pour 1e moteur (courbes en pointille, fig.7). , Si 1'enrichissement du debit ne doit s'ef- fectuer qu'ä partir dune vitesse interme- diaire n@, 1e ressort 38 aura une force initiale F2 qu'on calcule en partant du desequilibre A R2- Si la course d'enrichissement du debit sur la cremaillere est a1, la constante du res- sort 38 est alors

(courbes Q" et P" en traits mixtes).

Sur la meine fig. 7, 1'allure des couples du moteur, correspondant ä ces reglages, est figuree par les trois eourbes C, C' et C".

La poussee initiale du ressort 38 est reglee par une butee filetee 39 tandis quo la course a1 est limitee par une vis reglable 40.

Claims (7)

1. REVENDICATION: Regulateur hydraulique toutes vitesses pour moteur ä combustion interne ä injection, du type comprenant un piston regulateur ä seetion de Passage variable reglant simultane ment, dune Part, 1e regime en fonetion du eouple resistant, et, d'autre Part, 1e statisme du reglage en fonction des differents regimes du moteur, caracterise en ce qu'il comporte des moyens pour augmenter 1e debit de 1'injeetion aux regimes intermediaires, des nloyens pour regler, suivant une loi choisie d'avauce, 1e statisme du reglage aux diffe- rents regimes d'utilisation, des moyens pour limiter la valeur du statisme au ralenti du moteur, des moyens pour augmenter automa- tiquement 1e debit de 1'injection lors du de- marrage du moteur, des moyens pour regler 1e debit d'injection pour la vitesse limite supe- rieure du moteur, et des moyens pour limiter ä une valeur fixee d'avance la Pression dans 1e circuit hydraulique du regulateur. SOUS-REVENDICATIONS 1. Regulateur selon la revendication, ca- ract6ris6 en ce que les moyens pour aug- menter 1e debit de 1'injection comprennent ime butee de debit, elastique et reglable, pour augmenter 1e debit de 1'injection aux regimes intermediaires suivant une loi choisie d'avance lorsque 1e couple resistant du moteur augmente.
2. 2. Regulateur selon la revendication et la sous-revendication 1, caracterise en ce que ladite butee presente un ressort ayant une poussee initiale telle que 1e debit d'injection West augmente qu'ä partir dun certain reginie determine, inferieur ä celui corres- pondant ä la vitesse limite superieure.
3. 3. Regulateur selon la revendication et la sous-revendieation 1, caracterise en ce qu'il comporte une vis de reglage du debit de com- bustible pour limiter ä une valeur determinee la course de la butee de debit, et limiter par 1ä 1'augmentation du debit d'injection.
4. 4. Regulateur selon la revendication, ca- racteris6 en ce que les moyens pour regler 1e statisme comprennent un levier de statisme dont 1e Profil actif - determine la courbe de statisme.
5. 5. Reg-ulateur selon la revendication et la sous-revendication 4, caracterise en ce que ledit levier de statisme est agence pour venir en contact avee une butee reglable, pour limiter, au ralenti du moteur, la Position angulaire du levier et, par consequent, 1e statisme lui-meme.
6. 6. Regulateur selon la revendication et la sous-revendication 1, caracterise en ce que les moyens pour augmenter automatiquement 1e Mit - de 1'injection lors du demarrage du moteur comprennent une vis reglable portee par un balancier de 1'accelerateur du moteur et un organe articu1e sur un axe du levier du regulateur, la vis reglable susdite agissant, par 1'intermediaire dun levier, sur üne vis de reglage du debit fixee sur ledit organe articule, de maniere que lorsque 1'accelerateur est en Position darret, la vis de reglage du debit echappe ä la butee de debit susdite et permette ä 1'organe du reguläteur eomman- dant 1'injection de prendre ime position cor- respondant ä une augmentation de 1'injection ä 1'arret du moteur, lorsque la pression du regulateur est tombge.
7. 7. Rggulateur selon la revendication, carac- teris6 en ce qüe les moyens pour rggler 1e Mit d'injection pour la vitesse limite supe- rieure du moteur comprennent un levier agis- sant sur 1'organe de commande de 1'injection du moteur, une liaison reglable entre ledit levier et ledit organe pour permettre de regler 1'injection pour la puissance maximum du moteur, ladite liaison gtant constituge par une chape solidaire de 1'organe de commande susdit, uu ridoir muni dun ressort de rat- träpage de jeu et d'üne vis, ce ridoir etant solidaire dun tirant articule sur un axe du levier du regulateur, de maniere que 1e blo- e,age de 1'ecrou du ridoir n'entraine aucune torsion dudit organe ni dudit levier. B. Rggulateur selon la revendication, ca- ract6ris6 en ce que les moyens pour limiter la pression dans 1e circuit hydraulique du mo- teur comprennent une soupape rgglable plack dans un conduit by-pass reliant 1'entrge et la sortie de la pompe alimentant 1e regulateur, de maniere que la pression dann 1e circuit hy- draulique du regulateur ne depasse pas une valeur determinee par la tare de la soupape quand 1'aceglerateur est ramene brusquement ä la position -de ralenti ou d'arret.