Dispositf de contrôle de dérapage La présente invention a pour objet un dispositif de contrôle de dérapage pour un véhicule à roues comportant un frein commandé par un fluide sous pression.
Certains mécanismes de contrôle de dérapage utilisés actuellement sont du type rotatif à inertie et leur fonctionnement dépend d'une différence dans la décélération angulaire entre une roue freinée et un volant entraîné avec la roue. L'inertie du volant, quand la différence de décélération dépasse une valeur déterminée, entraîne l'ouverture d'une sou pape et le passage du fluide actionnant le frein vers un orifice d'échappement, relâchant ainsi la force de freinage précédemment appliquée et empêchant le développement d'un dérapage.
Ce type de dispositif antidérapant présente l'inconvénient de ne pouvoir être réglé au préalable que pour fonctionner avec une valeur donnée seulement de la différence de décélération, cette valeur ne pouvant être modifiée pour tenir compte des conditions de frottement entre la roue et le sol qui peuvent varier entre une valeur élevée et une valeur basse du coefficient de frotte ment.
Il en résulte ordinairement que le mécanisme ne donne pas satisfaction quand il fonctionne dans des conditions extrêmes. Par conséquent, un avion ne peut tirer plein avantage d'une piste sèche pour ob tenir le freinage maximum possible, parce que le mé canisme fonctionne avant qu'une condition de déra page soit atteinte. De même, quand l'atterrissage se fait sur une piste glacée, le dispositif antidérapant doit être constamment en fonction pendant toute la course d'atterrissage. Bien que le dispositif empêche un dérapage, c'est-à-dire un blocage complet des roues, il ne tire pas avantage du coefficient de frotte ment maximum existant entre la roue et le sol.
En outre, dans certaines conditions, une soupape d'échappement est ouverte et fermée très rapidement, établissant ainsi des ondes de pression dans le dis positif de freinage. Ces ondes affectent désavanta geusement le freinage par le fait que la décélération de l'avion est assurée par une série de secousses qui peuvent ne pas être ressenties par les passagers mais dont il faut tenir compte du point de vue de la résistance du train d'atterrissage.
Le but de l'invention est de fournir un dispositif ne présentant pas ces inconvénients.
Le dispositif faisant l'objet de la présente inven tion est caractérisé en ce qu'il comprend un solé noïde actionné par un signal électrique dont la gran deur est proportionnelle au glissement se produisant entre la roue freinée du véhicule et le sol, et des moyens de commande du fluide sous pression con ditionnés par le solénoïde de manière à régler le fluide sous pression appliqué aux freins afin d'ob tenir le freinage maximum possible eu égard aux conditions de frottement existant entre la roue frei née et le sol.
Le dispositif peut comprendre un logement pré sentant une lumière d'entrée pour le fluide sous pres sion, une lumière de sortie reliée à un mécanisme d'application du frein et une lumière d'échappement reliée à un réservoir pour le fluide, les moyens de commande du fluide permettant l'écoulement de ce dernier de la lumière d'entrée à la lumière de sortie ou à la lumière d'échappement afin d'obtenir ledit freinage maximum dans les conditions existantes. Le signal électrique lancé dans le solénoïde peut être obtenu en amplifiant le courant résultant pro duit, quand les tensions provenant d'un générateur entraîné par une roue de repère et d'un générateur entraîné par la roue freinée sont opposées.
La figure unique du dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif objet de l'invention représentée en coupe.
Le dispositif. représenté, destiné à être monté sur un avion, comprend un logement 10 présentant une lumière d'entrée 11 reliée à une source de fluide sous pression, une lumière de sortie 12 reliée à un mécanisme d'application du frein et une lumière d'échappement 13 reliée à un réservoir pour le fluide de freinage.
Une soupape 14 peut se déplacer de manière étanche au fluide dans une cavité cylindrique 15 percée dans le logement 10, la soupape présentant un passage axial 16. Ce passage débouche dans un espace conique 17 s'élargissant jusqu'au diamètre extérieur de la soupape 14, et une soupape de retour 18 prend siège sur l'extrémité de la soupape 14. Un étranglement 19 est formé entre les extrémités de la soupape 14, et l'extrémité de cette dernière éloignée de la soupape de retour 18 forme une partie conique 20 élargie. La cavité cylindrique 15 s'ouvre dans une cavité 21 dite de pression de freinage dans la quelle est disposée la partie conique 20.
La cavité 21 est reliée par la lumière de sortie 12 au méca nisme d'application du frein et la partie conique 20 est poussée par un ressort 22 de manière à s'appuyer contre un épaulement 23 formé à la jonction des cavités 15 et 21.
Une seconde cavité cylindrique 24, de plus grand diamètre, est percée dans le logement 10, coaxiale- ment avec la première cavité 15 et séparée de cette dernière par une paroi 25. Un piston 26 est logé dans la cavité 24 et divise cette dernière en deux chambres 27 et 28 qui sont reliées entre elles par un passage étranglé 29 ménagé dans le piston 26. Une tige de commande 30 s'étend depuis le piston 26 à travers la paroi 25 et engage la soupape de retour 18. La chambre 27 est reliée à la lumière d'entrée 11 par un conduit 31 formé dans le loge ment 10, tandis que la chambre 28 présente un ori fice de fuite 32 à travers lequel le fluide sous pres sion peut s'écouler.
Un levier 33 constitué en une matière ferroma gnétique est monté dans le logement 10 de manière qu'une de ses extrémités puisse presser contre l'ori fice de fuite 32 afin de limiter l'écoulement du fluide sous pression à travers cet orifice. Le levier 33 pi vote en un point intermédiaire de sa longueur et son extrémité éloignée de celle coopérant avec l'orifice 32 est disposée entre les pôles d'un aimant perma nent 34. Un ressort 35 entoure l'orifice de fuite 32 et force le levier 33 contre une butée 36 qui est ré glée de manière à placer l'autre extrémité du levier 33 à distance des pôles de l'aimant 34. Un joint élastique 37 est monté de manière à empêcher une fuite du fluide le long du levier 33.
L'aimant perma nent 34 peut être en trois parties, l'une enfourchant le levier 33 à son extrémité éloignée de l'orifice de fuite 32, les deux autres formant des extensions constituant les pôles dans deux zones espacées sur la longueur du levier 33.
Un enroulement de solénoïde 38 entoure le levier 33 entre les pôles de l'aimant permanent 34 et peut recevoir un courant d'un amplificateur 39. L'avion comprend une roue de référence à roulement libre qui est abaissée depuis l'avion avec les roues prin cipales du train d'atterrissage et qui roule sur le sol avec ces dernières. La roue de référence et les deux roues freinées entraînent chacune un générateur. La valeur de la tension produite par chaque générateur est proportionnelle à la vitesse de rotation de la roue correspondante, et quand les freins sont appliqués, la vitesse d'une roue freinée est inférieure à celle de la roue de référence.
Ainsi, les tensions provenant de la roue de référence et de la roue freinée ne s'équilibrent pas et le courant qui résulte de cette différence entre les tensions est amplifié et envoyé dans l'enroulement 38 entourant le levier 33, don nant naissance à un champ magnétique.
L'action mutuelle entre le champ magnétique permanent et le champ magnétique produit par l'en roulement électrique donne naissance à une force exercée sur le levier 33 qui est proportionnelle au courant passant dans l'enroulement, comme il est connu. La force exercée sur le levier le fait pivoter pour fermer l'orifice de fuite 32, de sorte qu'une pression s'établit dans la chambre 28 qui dépend successivement de la force exercée sur le levier, de l'intensité du champ électrique, du courant dans l'en roulement et finalement de la différence de vitesse entre la roue de référence et la roue freinée.
Le fonctionnement du dispositif antidérapant dé crit est le suivant.
Le fluide à une pression déterminée entre par la lumière d'entrée 11 et s'écoule dans la cavité cylin drique 15 à proximité de l'étranglement 19 de la soupape 14. Le fluide sous pression s'écoule aussi le long du conduit 31 et dans la chambre 27 et pousse le piston 26 de manière à fermer la soupape de re tour 18 et à déplacer la soupape 14 contre l'action du ressort 22. Par suite de ce mouvement, la partie conique 20 cesse de s'appuyer contre l'épaulement 23 et permet au fluide sous pression d'entrer dans la cavité 21 de pression de freinage d'où il s'écoule à travers la lumière de sortie 12 vers le mécanisme d'application du frein. Le fluide sous pression passe aussi à travers le passage 16 dans la soupape 14 et tend à ouvrir la soupape de retour 18.
Cependant, la pression sur la surface plus grande du piston 26 maintient cette soupape 18 en position fermée.
Quand les freins sont appliqués, la vitesse des roues freinées est inférieure à celle de la roue de référence. Cette différence dans les vitesses des roues, désignée par l'expression glissement des roues , produit, comme on l'a vu, le courant qui alimente l'enroulement 38 après avoir amplifié dans l'ampli ficateur 39. Le champ magnétique produit par ce courant piesse le levier 33 contre l'orifice de fuite 32 pour créer une élévation de pression proportion- nelle dans la chambre 28. Comme la pression dans la chambre 28 est proportionnelle au glissement des roues, il s'ensuit que lorsque ce glissement augmente, la pression dans la chambre 28 augmente jusqu'à ce que les forces agissant sur la soupape de retour s'égalisent.
Quand ce stade est atteint, toute nou velle augmentation de la pression dans la chambre 28 déplace le piston 26 vers la droite en regardant la figure et permet ainsi à la soupape de retour 18 de s'ouvrir pour que le fluide retourne à son réservoir par la lumière d'échappement 13.
Envisageons un exemple pratique, dans lequel la pression choisie arbitrairement est égale à 105 kg/cm' et les sections droites des cavités cylindriques 15 et 24 sont dans le rapport de 1 à 4. Le sens des forces agissant sur le piston 26 et la soupape de retour 18 sera gauche ou droit en se réfé rant à la figure. Supposons que la pression choisie de 105 kg/ce exerce une force de 4 unités dans la chambre 27 qui pousse le piston 26 vers la gauche. Une pression de 105 kg/cm" sera donc appliquée au frein et une force d'une unité déplacera la soupape de retour 18 vers la droite.
Il existe donc une force résultante de 3 unités agissant sur la gauche et main tenant fermée la soupape de retour. Quand les freins sont appliqués et quand il se produit un glissement des roues, la pression dans la chambre 28 s'élève et atteint une pression telle qu'une force de 3 unités est exercée vers la droite sur le piston 26. A ce mo ment, les forces agissant sur la soupape de retour 18 sont en équilibre et une petite augmentation du glissement des roues produit l'ouverture de la sou pape de retour 18 d'une petite quantité, suffisante pour abaisser la pression sur les freins d'une quantité proportionnelle. Cela signifie que le dispositif de commande antidérapant est en condition de correc tion de dérapage .
La table suivante indique les variations qui peu vent se produire.
EMI0003.0010
Il peut arriver que les conditions de frottement entre la roue et le sol soient telles qu'un glissement des roues suffisant pour équilibrer la soupape de retour ne se produise jamais. Par ailleurs, il se peut que la pression choisie, 105 kg/cm', soit de loin trop forte pour être appliquée aux freins vu les conditions de frottement, par exemple en cas de présence de glace sur la piste.
Dans ces conditions, la soupape de retour atteint rapidement l'équilibre et comme la pres sion de freinage tombe alors linéairemnt jusqu'à zéro (comme le montrent les trois dernières lignes de la table), la condition de correction est atteinte quand la pression de freinage appliquée aux freins est telle que le glissement des roues produit par cette pression équilibre la soupape de retour à ladite pression.
Supposons que la condition de correction de dé rapage de la soupape de retour soit atteinte pour un glissement des roues de 100 tours/min, et que les freins, si on maintient toujours la pression de 105 kg/cm', soient sur le point de bloquer complète ment la roue avec un glissement de roues de 125 tours/min. Quelque part entre ces deux valeurs, ap proximativement à<B>112,5</B> tours/min, la pression sur les freins a été réduite à 52,5 kg/cm- (voir la table) et cette pression peut être telle que la soupape de retour est équilibrée, et ainsi la pression de 52,
5 kg/cm' est la pression maximum qui peut être appli quée aux freins pour éviter le blocage des roues.
Ainsi, le dispositif décrit détermine lui-même la pression qui doit être appliquée aux freins pour obte nir le freinage maximum après qu'un glissement de roues déterminé a été dépassé.
Le pilote de l'avion peut souvent juger lui-même de l'état de la piste lors de l'approche d'atterrissage où il peut recevoir une information de la tour de con trôle si l'atterrissage se fait de nuit. Dans chaque cas, le pilote peut choisir une pression appropriée à appli quer aux freins qui approche étroitement la pression d'atterrissage optimum sans qu'un dérapage se pro duise.
Si la pression de 105 kg/cm2 est choisie pour une piste sèche, le pilote peut choisir une pression de 52,5 kg/cm' pour l'atterrissage sur une piste glacée et pour cette valeur inférieure la correction de déra page se produira pour un glissement des roues infé- rieur, égal par exemple à 50 tours/min. Le contrôle du dérapage permet donc un glissement des roues moindre pour une piste glacée que pour une piste sèche. Si le pilote fait un jugement précis des condi tions et choisit la pression en conséquence, le dispositif de contrôle de dérapage atteindra juste la condition de correction de dérapage, ce qui représente le fonc tionnement idéal.
Cependant, si le pilote fait une sur estimation grossière, le dispositif choisit automatique ment la pression correcte pour les conditions de déra page.
On a supposé, pour faciliter l'explication, que la pression dans la chambre 28 est directement propor tionnelle au glissement des roues. En pratique, un certain réglage peut être fait pour tenir compte de la force du ressort 35 qui charge l'extrémité du levier 33 à distance de l'orifice de fuite.