Brevet FR2027355A1 — publié le 19700925

-i- 2027355 La présente invention se rapporte à un commutateur ou transducteur à écoulement de fluide et plus particulièrement à un transducteur à écoulement de fluide -qui réagit aux impulsions d'un fluide en écoulement, tel qu'un combustible, en engendrant 5 des signaux correspondants à ces impulsions. Dans le réglage de moteurs à combustion et de leur allumage, et en particulier de moteurs du type à injection de combustible, il est souhaitable de détecter avec précision les impulsions d'écoulement de combustible dans le conduit d'injection de combusti-10 ble pour déterminer exactement la durée de chaque impulsion, ainsi que l'instant du début- de chaque impulsion par rapport à la rotation du vilebrequin du moteur. Différents dispositifs ont été employés dans le passé pour mesurer de telles caractéristiques d'écoulement. Toutefois, de tels dispositifs connus sont générale-15 ment peu précis, leur utilisation prend du temps et ils sont généralement incapables de donner des résultats précis, et dans certains cas ils sont inutilisables, en particulier lorsque des mesures doivent être faites à des vitesses relativement élevées du moteur et à des fréquences accrues de répétition d'impulsions d'é-20 coulement du combustible. Le transducteur à écoulement de fluide selon l'invention peut détecter avec précision et signaler des impulsions d'écoulement de fluide dans des systèmes à impulsion d'écoulement de fluide indépendamment de ce que les fréquences de répétitions des im-25 pulsions et (ou) le volume du fluide écoulé sont faibles ou élevées. Un tel transducteur à écoulement de fluide produit des signaux pouvant être utilisés pour déclencher line variété de dispositifs indicateurs tels que des voyants lumineux, des tachymètres et des oscilloscopes, et fournissent facilement et avec précision 30 un signal indiquant le début d'une impulsion d'écoulement de fluide ainsi que la durée de l'impulsion et le volume de fluide dans chaque impulsion d'écoulement. Le transducteur selon l'invention a une structure simple et un fonctionnement sûr et est aussi d'une fabrication bon marché. Le transducteur selon l'invention est du 35 type à contact suivant une arête de couteau et peut être employé facilement pour mesurer les impulsions d'écoulement qui apparaissent dans un conduit d'injection de combustible d'un moteur à combustion, que le moteur fonctionne à une vitesse élevée ou à une vitesse basse. Finalement, les éléments intérieurs du trans 69 45310 -2- 2027355 ducteur selon l'invention peuvent être facilement changés sans nécessiter la présence d'éléments supplémentaires du transducteur et de son enveloppe. Suivant un aspect principal, le transducteur à écoulement 5 de fluide selon l'invention comprend une enveloppe délimitant une cavité gui est divisée par une cloison conductrice en deux chambres communiquant entre elles. Deux passages communiquent respectivement avec ces deux- chambres pour introduire un fluide dans la cavité et l'en extraire. Une broche allongée ou pointeau est mon-10 té sur la cloison de façon à aller et venir. Le pointeau comporte line extrémité conductrice de l'électricité qui est disposée dans le fluide en écoulement et qui est normalement placée dans une première position adjacente à l'un des passages de façon à fermer un circuit entre deux bornes électriques et qui peut être déplacé, 15 dans un mouvement de coulissement, vers une seconde position par un écoulement du fluide de façon à ouvrir le circuit entre les bornes. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en re-20 gard des dessins annexés et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ces dessins : - la figure 1 est une coupe, verticale d'un exemple de réalisation préféré d'un transducteur à écoulement de fluide selon 25 l'invention ; - la figure 2 est une vue de face de la cloison du transducteur de la figure 1 ; et : - la figure 3 est une représentation graphique de signaux produits par des transducteurs construits selon l'invention. 30 La figure 1 représente un exemple de réalisation préféré d'un commutateur ou transducteur à écoulement de fluide pour engendrer des signaux en réponse à des impulsions d'écoulement d'un fluide auquel les principes de l'invention ont été appliqués. Le transducteur comprend une enveloppe désignée dans son ensemble 35 par 10, qui comprend une partie principale 12 en forme de cuvette ouverte à une extrémité et taraudée en 14 à sa périphérie intérieure, et une seconde partie 16 qui est destinée à être ajustée dans l'extrémité ouverte de la partie 12. Un manchon fileté 18 est introduit dans l'espace annulaire compris entre- la surface exté 69 45310 -3- 2027355 rieure 20 de la partie 16 et la surface intérieure 14 taraudée de la partie 12. Ainsi qu'il est représenté sur la figure 1, le manchon 18 est vissé jusqu'à un épaulement 22 de l'extrémité de la partie 16 de façon à maintenir l'enveloppe assemblée. 5 Les parties d'enveloppe 12 et 16 comportent respectivement un alésage 24 et un alésage 26' qui ont sensiblement le même diamètre et qui^ lorsque ces parties sont assemblées, sont alignées l'un sur l'autre de façon à former une cavité principale 28 à l'intérieur de l'enveloppe. L'ouverture 26 communique avec un pas-10 -sage 30 ménagé dans l'enveloppe qui, lui-même, est destiné à être relié par un'embout ou tubulure 32, à une source de fluide qui peut être, par exemple, la sortie de refoulement d'une pompe d'injection de combustible d'un moteur à combustion à injection de combustible. Un conduit à combustible 34 aboutissant à un injec-15 teur de combustible du moteur communique avec l'alésage 24 et est ajusté par une collerette conique dans l'autre extrémité de l'enveloppe. Une cloison 38 en forme de plaque est interposée entre une extrémité de la partie d'enveloppe 16 et un épaulement 40 formé 20 sur la partie 12. Si on se réfère en particulier aux figures 1 et 2, la cloison 38 est constituée par une plaque circulaire sensiblement plate faite en une matière conductrice appropriée,•telle qu'un métal. Une patte 42 qui s'étend à partir d'un bord de la plaque est destinée à s'ajuster à travers une ouverture 44 ména-25 gée dans la partie d'enveloppe 12 et s'étend.à l'extérieur de l'enveloppe de façon à former line borne électrique à laquelle un conducteur de connexion du circuit électrique de signalisation est fixé. La plaque 38 est isolée électriquement de l'enveloppe 10 par des rondelles isolantes annulaires 46 de ses deux côtés. 30 Une ouverture centrale 48 est prévue dans la plaque, dans l'alignement axial du passage 30 et du conduit à combustible 34, et reçoit à glissement une broche allongée ou pointeau 50. Un coussinet de guidage 52 est porté par la plaque 38, en aval du courant de fluide pour contribuer au guidage du pointeau dans son mouve-35 ment de va-et-vient. Une série d'ouvertures 54 radialement espa-céesjautour du coussinet de guidage 52 établissent une communication en vue d'un écoulement entre les alésages 24 et 26. Le pointeau 50 comprend une queue cylindrique allongée 56 qui s'étend à travers le coussinet de guidage 52,- à une extrémité, 69 45310 et qui porte une tête conductrice élargie 58 à son autre extrémité. Un ressort en hélice 60 est porté par la queue du pointeau entre la cloison 38 et" la tête élargie 58 et repousse la tête vers sa position de contact suivant une arête de couteau avec la 5 paroi inclinée 62 de l'ouverture 26 dans laquelle il interrompt ainsi la communication entre le passage 30 et l'alésage 26. En l'absence d'une impulsion d'écoulement de fluide, le ressort 60 repousse la tête élargie 58 vers- sa position de contact effectif avec la paroi inclinée 62, ainsi qu'il est représenté en 10 tireté sur la figure 1. Dans cette position, il est fermé un circuit électrique allant de la patte formant "borne 42 à la masse en passant par la plaque 38, le ressort 60, la tête élargie 58 qui est en contact suivant une arête avec la paroi 62 et la partie d'enveloppe 16. Lorsqu'une impulsion d'écoulement de combus-15 tible se présente, elle surmonte la poussée du ressort 60 et déplace la tête 58 vers la gauche, vers la position indiquée en traits pleins sur la figure 1. Dans cette' position, la tête 58 n'est plus en contact avec la paroi 62 et le circuit décrit précédemment est ouvert. Lorsque le pointeau est dans cette position 20 espacée, le fluide s'écoule autour de la périphérie de la tête élargie, ainsi qu'il est représenté par les flèches sur la figure 1 , à travers l'alésage 26 et les ouvertures 54 ménagées dans la plaque 38, l'alésage 24 et sort à travers le conduit d'injection de combustible 34. 25 La figure 3 représente un affichage sur un oscilloscope des signaux produits par des transducteurs semblables à celui décrit précédemment, qui sont installés dans les conduits des différentes buses d'injection d'un moteur à quatre cylindres, à titre d'exemple. Sur cette figure, chacune des quatre crêtes représente 30 le signal produit par le transducteur respectif parmi les transducteurs qui sont installés sur les conduits d'injection du moteur à quatre cylindres, chacune de ces crêtes représentant l'impulsion d'écoulement d'une des buses d'injection d'un cylindre. En l'absence d'une impulsion d'écoulement de combustible, la tête 35 58 entre en contact avec la paroi 62, fermant le circuit entre la borne 42 et la partie d'enveloppe 16. Quand une impulsion d'écoulement de fluide se présente à la tête 58, cette tête est écar tée de son siège et le circuit est ouvert. Quand le circuit est ouvert, la courbe tracée sur l'oscilloscope atteint rapidement 2027355 69 45310 "5~ 2027355 line crête au point A et reste dans cette position pendant la durée de l'impulsion d'écoulement de fluide. Quand l'impulsion d'écoulement de combustible se termine, la tête est à. nouveau appliquée contre la paroi sous l'action de la force exercée pair le res-5 sort 60 et le circuit est à nouveau fermé, ce qui termine la représentation sur l'oscilloscope au point B, la durée de l'impulsion étant représentée par le segment AB. On comprend facilement que, si un transducteur.selon l'invention est installé dans chacun des conduits d'injection de combustible du moteur et que si 10 les signaux respectifs sont appliqués à l'oscilloscope, les durées des impulsions d'.écoulement de combustible fournies aux différentes buses d'injection peuvent être facilement mesurées et comparées. Non seulement une telle représentation permet une comparaison des durées des différentes impulsions, mais encore elle 15 donne des indications du début et de la fin de chaque impulsion, et si la pression dans le conduit à combustible est connue, le volume de combustible fourni dans chaque impulsion peut être aussi facilement déterminé. Bien que, d'après la description précédente, le mode d'exécu-20 tion préféré de l'invention soit utilisé avec un système d'injection de combustible et un oscilloscope indicateur, il est évident qu'un transducteur selon l'invention peut être employé avec- autant d'avantages dans d'autres systèmes à fluide en écoulement, et que les signaux fournis par le transducteur selon l'invention peuvent 25 être utilisés avec d'autres dispositifs indicateurs, tels que des voyants de réglage de l'allumage ou des tachymètres. Il doit donc être entendu que l'invention ne doit pas être limitée au mode d'exécution décrit et représenté, lequel peut recevoir diverses variantes rentrant dans son cadre et dans son es-30 prit. 4 69 45310 -6- 2027355 EEVENDIGATIONS 1. Transducteur à fluide, caractérisé en ce qu'il, c.omprend une enveloppe délimitant une cavité intérieure et pourvue de deux bornes électriques, une cloison électriquement conductrice divi- 5 sant la cavité en une première chambre et une seconde chambre communiquant entre elles, un premier passage communiquant avec une première desdites chambres et un second passage communiquant avec la seconde chambre de façon à introduire du fluide dans la cavité et extraire du fluide de cette cavité, un pointeau allongé monté 10 de façon à pouvoir aller et venir sur la cloison et ayant une extrémité conductrice de l'électricité qui est reliée électriquement à la cloison et qui est placée dans le fluide en écoulement, cette extrémité conductrice étant normalement placée dans une première position adjacente au premier passage de façon à fermer un 15 circuit entre les bornes et pouvant être déplacée vers une seconde position par le fluide en écoulement, auquel cas le circuit entre les bornes est ouvert. 2. Transducteur selon la Revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe comprend une partie conductrice de l'électricité, 20 l'extrémité du pointeau étant en contact avec cette partie quand cette extrémité est dans ladite première position et étant espacée de cette partie d'enveloppe quand elle est amenée dans sa seconde position, et un moyen isolant la cloison de ladite partie d'enveloppe. 25 3- Transducteur selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la cloison est constituée par une plaque disposée dans la cavité à peu près perpendiculairement à l'écoulement de fluide et que des ouvertures formées dans ladite cloison ou plaque font communiquer entre elles lesdites chambres. 30 4. Transducteur selon la Revendication 3} caractérisé en ce qu'une première des bornes est constituée par une partie de ladite plaque qui s'étend à l'extérieur de l'enveloppe. 5. Transducteur selon la Revendication 3» caractérisé en ce que ladite plaque contient un coussinet annulaire aligné axiale- 35 ment sur le premier passage, le pointeau étant monté à glissement dans le coussinet pour aller et venir. 6. Transducteur selon la Revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort s'appuyant contre la cloison et sollicitant normalement ladite extrémité conductrice vers ladite première 69 45310 -7- 2027355 position. 7. Transducteur selon la Revendication 6, caractérisé en ce que le ressort relie électriquement ladite extrémité conductrice à la cloison. 5 8. Transducteur selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la cavité a une section plus grande que le premier passage et que les parois et la cavité du premier passage sont reliées par une paroi annulaire inclinée, ladite extrémité conductrice étant en contact avec la paroi inclinée suivant une arête de couteau 10 .dans ladite première position, et cette extrémité conductrice et cette paroi inclinée délimitant un espace annulaire entre elles quand le pointeau est dans sa seconde position. 9. Transducteur selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la cavité est construite et arrangée de façon à permettre une 15 interversion des sens de déplacement du pointeau dans laquelle l'extrémité conductrice est placée au voisinage du second passage lorsque le pointeau est dans la première position. 10. Transducteur selon la Revendication 1, caractérisé en ce que ladite extrémité conductrice a une section nettement plus gran- 20 de que la partie restante du pointeau. 11.'Transducteur selon la Revendication 1, caractérisé en ce que le pointeau peut aller et venir par rapport à la cloison.