Brevet FR2006226A1 — publié le 19691226

La présente Invention concerne un régulateur de vitesse de type à fluide liquide ou gazeux pour moteuis à combustion interne à injection de carburait. Dans les régulateurs de vitesse de type 5 pneumatique classique dans lesquels la vitesse de rotation du moteur est réglée en utilisant la dépression d'aspiration prise au papillon de la tubulure d'admission, la variation de dépression est faible par rapport à. la variation de vitesse du moteur., à cause de la grande ouverture du papillon qui est établie aux charges éle-10 vées^et la régulation est pour cette raison souvent insatisfaisante. Les régulateurs centrifuges^ qui comportent des masselottes tournant sous l'effet de la force centrifuge, comprennent des pièces tournantes et des pièces glissantes qui introduisant des .perturbations au démarrage. En outre, dans la zone des.basses vitesses de rotation 15 du moteur, la force de réglage développée, dans, ces .régulateurs n'est souvent pas satisfaisante^ de sorte qu'il peut facilement s'établir une marche non-uniforme du moteur. L'invention a, en conséquence, pour but d'éliminer les inconvénients précités des régulateurs de vitesse 20 classiquement utilisés jusqu'à maintenant en réalisant un régulateur de vitesse à écoulement de fluide utilisant un élément logique du type fluidique qui ne présente pas les inconvénients mentionnés plus haut. Le régulateur,suivant l'invention, est 25 caractérisé parce que des impulsions de pression du fluide sont transmises, à une fréquence proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur, et par l'intermédiaire de deux tuyauteries de longueurs différentes, aux différents canaux de distribution d'un élément logique fluidique, la position de l'organe de dosage de 30 carburant étant alors commandée par la différence de pression entre les différents écoulements de sortie d'un élément amplificateur fluidique dont les écoulements de commande sont, d'une part, l'écoulement de sortie de l'élément logique précité et, d'autre part, un écoulement à pression constante déterminé par le degré 35 d'ouverture d'une soupape d'étranglement. La description se rapporte aux dessins ci-joints représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels : - la figure 1 représente un régulateur 40 de vitesse de type fluidique pour moteur à injection, 69 05688 - 2 - 2006226 - la figure 2 est une vue fait» dans le sens de la flèche A de lp. figure 1, - la figure 3 est une vue en perspective des canaux d'écoulement d'un élément logique fluidique, 5 - la figure 4 est une vue en perspective d'un élément amplificateur fluidique, - la figure 5 est un diagramme donnant la relation entre la pression et le temps pour les différents canaux de l'élément fluidique de la figure 3» 10 - la figure 6 donne la coupe caractéris tique du palpeur de vitesse utilisé dans l'invention. la figure 1 représente en traits mixtes un régulateur pneumatique de vitesse de type connu qui est monté sur une pompe d'injection de carburant 1. L'organe de dosage de 15 carburant 3 de la pompe d'injection qui assure le réglage de la quantité de carburant injecté^ est relié par une extrémité à une membrane 4 séparant une chambre 6 d'une autre chambre 7. Du, côté de la membrane 4 correspondant à la chambre 7, est prévu un ressort 8 dont la force élastique s'oppose à la différence de pression établie 20 entre les chambres 6 et 7 et maintient l'organe de dosage de carburant 3 dans la position prescrite. ï" invention concerne un dispositif agencé de manière que la vitesse $e rotation du moteur soit réglée en combinant la structure décrite plus haut à des moyens de réglage 25 faisant intervenir un élément logique hydraulique,commoéLécrit dans la suite. A une extrémité de l'arbre à came 2 de la pompe, d'injection de carburant est prévu un disque circulaire 9 appartenant à un tachymètre.pneumatique et dans lequel sont percés, 30 comme le montre la figure 2, une série de petits trous 10 répartis sur une même circonférence. D'un côté du disque circulaire 9, est prévue une buse 11 de sortie de fluide qui est alimentée en fluide par un tube 12 relié à une source appropriée et non représentée sur. les dessins. Du côté du disque circulaire 9 opposé à la buse 11 est 35 prévue une buse réceptrice 13 qui reçoit le .jet projeté .par. .la. buse 11. De cette buse réceptrice 13 partent une tuyauterie ou un tube 14 et une tuyauterie ou un tube 15 qui est plus long que le tube 14, de.sorte que, comme le montre .la figure 40 3# une .liaison est établie avec le canal de commande de droitie 17 69 05688 - 3 - 2006226 ou bien avec le canal de commande de gauche 18 de l'élément logique fluidique 16. le canal principal 22 de l'élément logique 16 est relié à un tube 21• Le fluide débité sous pression par une source appropriée est guidé^par l'intermédiaire du canal principal 22 dans la 5 chambre de distribution 23. Dans cette chambre 23 débouchent à partir de la droite, le canal de commande 17 et^ à partir de la gauche, le canal de commande 18 et il est prévu à la partie inférieure, à droite et à gauche du canal 22 et symétriquement par rapport à son axe, des parois latérales 24 et 25 et une partie 26 destinée à 10 produire l'effet connu de Ooanda, ces parties délimitant le canal de sortie de droite 27 et le canal de sortie de gauche 28. Dans un tel élément logique fluidique, le fluide sortant du canal principal 22 pour pénétrer tons la chambre de distribution 23 colle sur l'une des parois latérales 24 ou 25 15 par suite de l'effet Goanda exercé par des jets de commande sortant du canal de commande de droite 17 ou du canal de commande de gaueîae 18, cette condition étant maintenue jusqu'à ce que le signal de commande.cesse. Il en résulte que le fluide s'écoule soit dans le canal de sortie.-2-7» soit dans le canal, de sortie 28 (condition de 20 marche) ou bien ne passe pas (condition d'arrêt). Le canal de sortie 28 de l'élément logique fluidique 16 est relié par le tube 29 au canal de commande 31 de l'élément amplificateur fluidique 30. Dans cet élément amplificateur 30, le fluide introduit sous pression par l'intermédiaire 25 du tube 34 est guidé par le canal principal 35 dans une chambre de distribution 36. Le jet principal passant dans la chambre de distribution 36 est dévié en direction en fonction de la différence entre les quantités de fluide en provenance du canal de commandé de droite 31 et du canal de commande de gauche 32. Le pourcentage relatif de 30 ces débits détermine les conditions d'écoulement de manière que le jet principal pénètre dans les canaux de sortie prévus en dessous des canaux de commande précités, à savoir dans le canal de sortie de droite 38 ou bien dans le canal de sortie de gauche 39. En conséquence, on obtient, en fonction de la différence entre les quantités 35 de fluide de commande passant dans les canaux de commande 31 et 32, une différence de débit entre les canaux de sortie 38 et 39 et par conséquent une différence de pression. Il est prévu, pour établir -une liaison ave© la chambre de distribution 36, des canaux d'évent 40 et 41 40 qui permettent l'échappement du fluide en excès. Les canaux de 05688 _ 4 - 2006226 sortie 38 ou 39 sont reliés" par les tubes 42 ou 43 aux chambres 5 . o.u 6.qui. assurent la commande de l'organe de dosage de carburant. Le canal de commande 32 est relié à un tube 44 qui contient un organe d'étranglement 46 servant à régler 5 le .jet de commande utilisé pour le réglage de la vitesse de rotation du moteur et qui est relié à une source de fluide à pression constante» non représentée sur les dessins. Le canal de commande 479 monté en parallèle avec le canal de commande 31» est relié par l'intermédiaire d'un tube 48,à une source de fluide également à 10 pression constante et non représentée sur les dessins, et il établit un écoulement auxiliaire (de poussée) qui peut agir à pression constante. Ainsi» il est possible d'obtenir que la plage des vitesses de commande5 fonction de la soupape d*écoulement 46 réglable, ne soit plus limitée par la charge initiale exercée par le ressort 8. 15 Cet écoulement auxiliaire peut également être remplacé en disposant asymétriquement les canaux de sortie 38 et 39 par rapport à l'axe du canal 35 d'écoulement du .jet principal. Le mode de fonctionnement du régulateur de vitesse présentant la construction décrite plus haut est le 20 suivant s Le dis,que circulaire 9 du tachymètre est entraîné par l'arbre à came 2 et, tant qu'une liaison est établie entre la buse d'entrée 11 et la buse réceptrice 13, placée en regard/ par les petits trous 10 du disque 9» il se produit des impulsions 25 de pression engendrées par le fluide en provenance de la buse 11 qui pénètre dans la buse réceptrice 13? ces impulsions étant transmises» en partie par l'intermédiaire dû tube 14» à l'un des canaux de commande 17 de l'élément logique findique 16 et faisant en sorte que l'écoulement principal sortant du canal 22 reste dans le canal 30 de sortie 28. D'autre part» l'autre partie des impulsions de pression arrive par l'intermédiaire du tube 15» plus long» avec un certain retard Tq dans l'autre canal de commande 18 de l'élément logique fluidique 16 et fait passer l'écoulement principal du canal de sortie 28 dans le canal de sortie 27. 35 Le disque circulaire 9 continue, à tourner et, au bout de 60/nU secondes (n désignant le nombre de trous 10 et N la vitesse de rotation du disque 9 par minute}, l'impulsion suivante est produite dans l'orifice de réception 13 . De la même manière que décrit plus haut, à la suite du signal en provenance du tube 14, 40 l'écoulement principal sortant du canal 27 est dévié dans le canal 69 05688 - 5 - 2006226 ZS^pxiis, à la suite du signal se produisant ultérieurement dans le tube I5p l'écoulement sortant du canal 28 est dévié dans le canal 27. Cette condition est représentée sur la figure 5. Si on porte en abscisses le temps T et en ordonnées la pression P, a représente 5 l'impulsion de pression produite dans le canal de commande 17 et rapportée au temps^ tandis que b représente l'impulsion de pression produite dans le canal de commande 18, également rapportée au temps et retardée par rapport à a de Ig secondes^ tandis que c représente- l'impulsion de pression produite dans le canal de sortie 10 28, rapportée à a et b. Dans ce cas, la période (condition de marche) pendant laquelle l'écoulement principal passe dans le canal de sortie 28 détermine la transmission d'impulsion en fonction du temps de retard Tq secondes défini par la différence entre les 15 longueurs des tubes 14 et 15. Cette période est indépendante de la vitesse de rotation du disque circulaire. Du fait que, d'autre part, l'intervalle entre impulsions est déterminé par la vitesse de rotation JT du disque circulaire 9 et par le nombre des petits trous, cet intervalle est inversement proportionnel, en considérant n comme 20 constant, à la vitesse de rotation F. En conséquence", la pression moyenne P produite dans le canal de sortie 28 de l'élément logique fluidique 16 est proportionnelle, comme le montre la figure 6, à la vitesse de rotation I et, pour cette raison, on peut déterminer la vitesse de rotation à partir de la valeur de P. 25 Les signaux pulsatoires formés dans le canal de sortie 28 de l'élément logique fluidique... 16 pénètrent par l'intermédiaire du tube 29 dans le canal de commande 31 de l'élément d'amplification fluidique 30. La pression exercée dans le canal de commande 32 de l'élément d'amplification fluidique 30 par la soupape 30 d'étranglement réglable 46 et la pression proportionnelle à la vitesse de rotation et transmise par le canal de commande 31 précité sont comparées entre elles. A la suite de cette comparaison, on obtient^dans les canaux de sortie 38 et 39 de l'élément d'amplification fluidique 30 et, par conséquent, dans les chambres 6 et 7 une 35 différence de pression correspondant à cette comparaison de sorte que l'organe de dosage de carburant est déplacé dans la position d'équilibre par le ressort 8 de façon à déterminer la quantité de carburant à injecter. Par exemple, lorsque la charge diminue de 40 telle sorte que le couple produit par le moteur devienne supérieur 69 05688 •• 6 • 2006226 au couple de charge» la vitesse de rotation augmente . Il en résulte que la pression moyenne dans le canal de commande 31 de l'élément d'amplification fluidique 30 croît, de telle sorte que la pression dans le canal de sortie 39 situé du côté gauche devient 5 supérieure à la pression dans le canal 38 situé du-côté droit. Il en résulte que la pression dans la chambre 6 augmente de telle sorte que la tige de dosage de carburant 3 est décalée vers la gauche et réduit en conséquence la quantité de carburant injectée. Ceci provoque une diminution de la vitesse de rotation du moteur 10 qui revient à sa valeur initiale de réglage. la vitesse est à nouveau stabilisée.- Inversement, lorsque le couple de charge du moteur augmente et lorsque la vitesse de rotation diminue, il se déroule le processus inverse de celui décrit plus haut# La vitesse de rotation peut être réglée 15 à volonté en modifiant la section du canal cPécoulement à l'aide de la soupape d'étranglement réglable 46 et en réglant la pression du canal de.commande 32 de l'élément d'amplification 30, Du fait de la charge initiale du ressort 8, il n'est par conséquent pas possible de régler la vitesse de commande en dessous d'une valeur 20 déterminée, même dans le cas où on réduit la section de passage de la soupape d'étranglement réglable 46 au-delà d'une valeur déterminée. Pour remédier à cet inconvénient, on..augmente la pression dans le canal de sortie 39 par la pression d'écoulement auxiliaire (poussée) du canal de commande 47 et, du fait que cette pression 25 agit sur le ressort 8, la plage de déplacement de la tige de dosage de carburant 3 est augmentée vers la gauche et la vitesse de rotation peut être réglée à la valeur déterminée précitée ou en dessous. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, 30 à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation^sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 69 0S688 2006226 - 7 - REVENDICATIONS 10) Régulateur de vitesse de type fluidique (ctest-à-dire opérant avec un liquide ou un. gaz) pour moteurs à combustion interne à injection de carburant, caractérisé 5 en ce que des impulsions de pression du fluide sorjit transmises, à une fréquence proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur et par l'intermédiaire de deux tuyauteries de longueurs différentes, aux différents canaux de distribution d'un élément logique fluidique, la position de l'organe de dosage de carburant étant alors commandée 10 par la différence de pression entre les différents écoulements de sortie d'un.élément amplificateur fluidique dont les écoulements de commande s ont, d.'une part, l'écoulement de sortie de l'élément logique précité et, d'autre part, un écoulement à pression constante déterminé par le degré d'ouverture d'une soupape d,'étranglement, 15 réguleur d ' action. sûre, même pour les faibles vitesses de rotation du moteur. . . 2°) Régulateur de vitesse conforme à la revendication 1, caractérisé..en ce que les impulsions de pression du fluide sont produites par un disque. perforé entraîné à une vitesse 20 proportionnelle à la vitesse du moteur et coopérant avec une buse d'injection et une. buse de réception. 3°) Régulateur de vitesse conforme aux revendications 1 ou 2, comportant une membrane qui actionne l'organe de dosage de carburant et qui est déplaçable sous l'effet de la 25 pression différentielle agissant sur les deux côtés de la membrane en opposition à une force élastique, régulateur caractérisé parce que, dans l'élément d'amplification fluidique , est prévu un canal pour un écoulement auxiliaire(de poussée) qui permet.à une pression constante d'agir en yue d'équilibrer la force élastique. 30 4°) Régulateur de vitesse conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu, dans l'élément d'amplification fluidique/ des canaux d'évent permettant l'éciiappement de l'excès de fluide.