Brevet FR2235279A1 — publié le 19750124

L'invention concerne un moteur Diesel comportant un organe de réglage destiné à ajuster laquantité de carburant injectée par cycle de travail (quantité d'injection), et un dispositif de-réglage destiné à déterminer cette quantité dtinjection en fonction de la vitesse de rotation du moteur Diesel, et/ou de la position d'un levier d'accélération associé au moteur Diesel ainsi qu'éventuellement d'autres paramètres, en concordance avec un champ des courbes de fonctionnement caractéristiques pour le moteur Diesel. On utilise fréquemment les moteurs Diesel pour l'entrainement de véhicules automobiles. Dans ce but, on prévoit pour les moteurs Diesel des régulateurs que l'on désigne en général sous le nom de régulateurs de ralenti et de vitesse extrême, D'autre part, ces moteurs peuvent eAtre utilisés pour entraîner des accessoires du véhicule. Par exemple, on peut utiliser un moteur Diesel pour entrainer un véhicule de lutte contre l'incendie et pour actionner la pompe de ce véhicule. Quand on doit entraîner la pompe de lutte contre l'incendie, un régulateur dit à déplacement est plus adapté pour la régulation du moteur Diesel qu'un régulateur de ralenti et de vitesse extrême. Afin que l'on puisse réaliser pour chacun des emplois un réglage optimum du moteur Diesel, l'invention stest donné pour objet de pourvoir le moteur Diesel de dispositifs qui permettent} dans les différentes utilisations, de marcher avec un régulateur de ralenti et de vitesse extrême ou avec un régulateur à déplacement. L'invention concerne à cet effet un moteur du type ci-dessus caractérisé en ce que le dispositif de régulation comporte un régulateur de ralenti et de vitesse extrême, ainsi qu'un régulateur à déplacement et qu'il est prévu un dispositif de commutation qui relie soit la sortie du régulateur de ralenti et de vitesse extrême, soit la sortie du régulateur à déplacement avec l'organe de réglage. I1 est particulièrement avantageux que le dispositif de régulation puisse être actionné dans un véhicule comportant un nécanisme actionné électriquement, en fonction d'un signal de sortie d'un dispositif qui commande la commutation du mécanisme. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés, illustrant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - Les figures 1 et 2 représentent les champs des courbes caractéristiques vitesse de rotation-charge d'un moteur Diesel, et - La figure 3 représente un schéma de principe d'un dispositif pour mettre en service, -au choix, un régulateur de ralenti et de vitesse extrême ou un régulateur à déplacement. Dans la figure 1, on a reporté dans un diagramme, sur la vitesse de rotation nmot d'un moteur Diesel, la quantité d'injection E, qui est injectée, par cycle de travail, dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne. Le champ des courbes caractéristiques est limité par une ligne de réglage de ralenti indiquée par 10 et une ligne de réglage de vitesse extrême reportée en 11. La quantité maximum d'injection est reportée sous la forme d'une ligne d'équilibrage positif à pleine charge en 12 et d'une ligne d'équilibrage négative à pleine charge en 13. Ces lignes indiquent jusqu'à quelle quantité d'injection on peut faire marcher le moteur Diesel, sans qu'apparaisse dans le système d'échappement de ce moteur une formation de fumée excessive. A l'intérieur de ce champ limité par les lignes 10, 11, 12 et 13, la régulation de la quantité d'injection se fait le long des lignes qui s'étendent du haut à gauche vers le bas à droite. On peut se rendre compte, d'après cette figure, qu'à chaque position de la pédale des gaz correspond une vitesse de rotation du moteur déterminée. Il s'ensuit qu'avec un régulateur de ce genre, pour une valeur théorique donnée appropriée, on peut maintenir, avec une grande précision, une vitesse de rotation désirée. Dans la figure 2, est en revanche indiqué un champ des courbes caractéristiques vitesse de rotation-charge qui peut ressortir d'un régulateur de ralenti et de vitesse extrême. Le champ de courbes caractéristiques suivant la figure 2 est limité, comme celui de la figure 1, par la ligne de réglage de ralenti 10, la ligne de réglage de vitesse extrême 11, la ligne d'équilibrage positif à pleine charge 12 et la ligne d'équilibrage négatif à pleine charge 13. A l'intérieur de ce champ des courbes caractéristiques, la quantité d'injection est déterminée par la position de la pédale des gaz. La régulation se fait ici le long des lignes qui s'étendent presque horizontalement du haut à gauche vers le bas à droite. Il en ressort qu'avec une faible modification de la quantité d'injection E qui est reportée en ordonnée, il se produit une importante modification de la vitesse de rotation nmot. La régulation d'un moteur Diesel avec un régulateur de ralenti et de vitesse extrême, qui fonctionne conformément au champ de courbes caractéristiques représenté dans la figure 2, convient particulièrement pour un moteur Diesel qui doit entraîneur un véhicule automobile pendant qu'au moyen d'un régulateur qui règle conformément au champ de courbes caractéristiques repre- senté dans la figure 1, on peut entraîner n particulier une installation qui doit présenter une vitesse de rotation constante.Par exemple, on devra ainsi régler un vehicule de lutte contre l'incendie à moteur Diesel peridant qu'il se transporte d'un point à un autre, conformément au champ de lignes caractéristiques de la figure 2 pendant que, si l'on fait fonctionner la pompe de ce véhicule pour l'extinction d'un incendie, le moteur Diesel doit être réglé avec un régulateur à déplacement, conformément au champ de lignes caractéristiques illustré dans la figure 1. Dans la figure 3 est représenté un dispositif de réglage 14 qui comporte un régulateur à-déplacement 15 et un régulateur de ralenti et de vitesse extrême 16. Le régulateur à déplacement 15 est formé par un amplificateur opérationnel 17 comportant un circuit d'entrée 18 et un circuit de rétro-action 19. De même, le régulateur de ralenti et de vitesse extrême 16 comporte un amplificateur opérationnel 20 avec un circuit d'entrée 21 et un circuit de rétroaction 22. La sortie du régulateur à déplacement 15, c'est-à-dire la sortie de l'amplificateur opérationnel 17, est reliée avec un contact 23 d'un dispositif de commutation 24 et la sortie du régulateur de ralenti et de- vitesse extrer.e 16, c'est-à-dire de l'amplificateur opérationnel 20, est reliée avec un autre contact 25 du dispositif de commutation 25. Le dispositif de commutation 24 porte, en outre, un autre contact de commutation 26 qui relie, dans une de ses positions de commutation, le contact 23 avec un contact 27 et > dans son autre position de commutation, le contact 25 avec la borne 27. La manoeuvre du contact de commutation 26 est assurez par un-enroulement fonctionnel 28 qui agit sur le contact de commutation 26 par l'intermédiaire d'une liaison mécaniqùe 29.Suivant la position de commutation du contact, c'est soit le régulateur a dépla- cement 15, soit le régulateur de ralenti et de vitesse extreme 16 qui est relié avec un régulateur de position, que commande un enroulement fonctionnel 30 dgun organe de réglage 31. L'enroulement fonctionnel 30 appartient à un électro-aimant qui déplace, par exemple, la tige de réglage, indiquée en 32, d'une pompe d'injection qui n'est pas représentée en détail, ce qui permet de modifier la quantité de carburant injectée dans le moteur Diesel qui nYest pas représenté. La prescription de valeur théorique destinée au régulateur à déplacement 15 s'opère par un dispositif de commande 33 d'un mécanisme de transmission d'un véhicule automobile. Ce dispositif de commande 33 présente des contacts 34, 35, 36 et 37 par lsintermédiaire desquels les ordres de commutation du mécanisme sont transmis à un organe de réglage, qui n'est pas représenté, du mécanisme. En outre, le dispositif de commande 33 comporte des contacts'38, 39, 40 et 41 qui servent à la prescription proprement dite de la valeur théorique au régulateur à déplacement 15.Les contacts 34 à 37 et les contacts 38 à 41 forment deux rangées parallèles, pendant que l'on prévoit des- -pièces de contact 42 et 43 qui sont reliées mécaniquement entre sellés, de sorte que ces pièces ouvrent et ferment les contacts associés entre eux. Ainsi, quand le contact 34 est fermé, le contact afférent 38 l'est aussi, de même pour les- contacts 35 et 39 afférents, 36 et 40 afférents, et 37 et 41 afférents. Les pièces de contact 42 et 43 sont déplacées par une timonerie mécanique 44 qui esten liaison mécanique avec un interrupteur sélecteur 45. -Pour chaque position de l'interrupteur sélecteur 45, une des paires de contacts 34, 38, 35, 39, 36, 40 ou 37, 41 se ferme. Entre les contacts 38, 39, 40 et 41, ainsi qutentre deux canalisations d'alimentation communes qui sont indiquées par 4 et 47, sont montées des résistances 48, 49, 50, 51 et 52-. Quand-le contact 38 est fermé, la résistance 48 est ainsi reliée avec le circuit d'entrée 18 du régulateur à déplacement 15, et quand le contact 39 est fermé, le montage en série des résistances 48 et 49 est relié avec le circuit d'entrée 18 du régulateur à déplacement 15. De même, quand la pièce de commutation 43 se trouve dans les autres positions de commutationS le montage en série des résistances 48, 49, 50 ou le montage en série des résistances 48, 49, 50, 51 est relié avec le circuit d'entrée 18 de ce régulateur à déplacement 15. Ainsi s'opère pour chaque position de commutation de la pièce 43 qui correspond à une autre position de l'interrupteur sélecteur 45, une modification de la prescription de valeur théorique du régulateur à déplacement 15 du dispositif de régulation 14. Les contacts 34, 35, 36 et 37 du dispositif de commande 33 sont. reliés avec les entrées d'un élément OU 53. La sortie de cet élément OU 53 va à la première entrée d'un premier dispositif de commutation logique qui est établi sous la forme d'un élément Er. A la seconde entrée de cet élément ET 54 est raccordé un étage temporise 55, qui peut être par exemple établi sous la forme d'un basculeur monostable. Cet étage temporisé est déclenché par un contact de commutation 56 qui est actionné par la position d'un accouplement entre le mécanisme de transmission et le moteur du véhicule. Si l'accouplement 57 est désaccouplé, le contact de commutation 56 est fermé et, si ltaccouplement 57 est réalisé, le contact 56 s'ouvre à nouveau. De ce fait, l'étage temporisé 55 passe pour un temps déterminé à son état instable, de sorte qu'un signal stapplique sur la seconde entrée de l'élément ET 54, signal qui donne le passage, à l'élément ET 54, aux signaux électriques venant de l'élément OU 53. La sortie de l'élément ET 54 est reliée avec l'enroulement fonctionnel 28 du dispositif de commutation 24, de sorte que le contact de commutation 26 du dispositif de commutation peut être inversé au moyen des signaux de sortie de l'élément ET 54. Cette disposition a pour effet que toujours, si un ordre de manoeuvre ou de changement de vitesse est donné à l'organe de réglage du mécanisme de transmissionS le dispositif de commutation est inversé de façon telle que le régulateur à déplacement 15 est relié avec l'organe de réglage 31. Si notamment l'ordre de manoeuvre du mécanisme est émis par le dispositif de commande 33, le moteur doit alors, pour manoeuvrer Iss mécanisme, présenter une vitesse la plus constante possible. La meilleure façon d'arriver à une vitesse de rotation constante est toutefois d'utiliser, comme il ressort des explications données en commençant, un régulateur à déplacement 15. En conséquence, pendant l'opération de manoeuvre du mécanisme le moteur doit être réglé à l'aide du régulateur à déplacement 15. Afin qu'auprès achèvement de l'opération de manoeuvre du mécanisme, le dispositif de manoeuvre s'inverse à nouveau et relie le régulateur de ralenti et de vitesse extrême 16 avec l'organe de réglage, on a prévu l'étage temporisé 55. Quand l'accou- plement est débrayés le contact de commutation 56 est notamment fermé, et ainsi l'étage temporisé est déclenché. Pendant la durée ou l'étage temporisé 55 est à l'état instable, l'élément ET 54 est ainsi ouvert, de sorte que pendant 1'opération de commutation du mécanisme, le régulateur à déplacement 15 est relié avec 1'organe de réglage 31..Si l'étage temporisé 55 retourne dans son état stable, ltenroulement fonctionnel 28 déplace le contact de commutation dans une position où le contact 25 est relié avec le contact 27, de sorte que la sortie du régulateur de ralenti et de vitesse extrême 16 est reliée avec l'organe de réglage 31. La valeur réelle du régulateur de ralenti et de vitesse extrême i6 et celle du régulateur à déplacement 15 seront ajustées d'une façon connue, par un convertisseur vitesse de rotation-tension 58. Ce convertisseur 58 est relié avec un indicateur de vitesse de rotation 59 qui comporte > de la façon connue, un disque 60 tournant à la vitesse de rotation du moteur, sur la circonférence duquel sont réparties des pièces conductrices 61 qui, en passant devant une bobine 62, induisent une tension dans cette bobine 62. Cette tension est amenée au convertisseur 58 qui forme, aumoyen d'un circuit résistancecondensateur 63, 64, 65, 66, 67, 68, la valeur moyenne du signal induit dans la bobine 62. Cette tension est envoyée à la base dgun premier transistor 69, dont le collecteur est relié à la canalisation d'alimentation commune 47. L'émetteur de ce transistor 69 est relié, en passant par une résistance 70, avec la canalisation d'alimentation 46 commune, et en outre, une canalisation de liaison va de l'émetteur du transistor 69. à la base d'un transistor 71 qui est relié, en passant par une résistance 72S avec la canalisation d'alimentation commune 46. Le signal pris à l'émetteur du transistor 71 est envoyé au circuit d'entrée 21 de l'amplificateur opérationnel 20 qui fait partie du régulateur de ralenti et de vitesse extrême 16. D'autre part, le signal pris à liémetteur du transistor 71 forme aussi la valeur réelle qui est envoyée au régulateur à déplia cement 15. La valeur théorique destinée au régulateur de ralenti et de vitesse extrême 16 est formée d'une façon connue par un indicateur de tension qui peut être, par exemple, une résistance 73 sur laquelle stajuste, en fonction de la position d'une pédale des gaz 74, une dérivation 75, de sorte que la tension fournie à l entrée du régulateur de ralenti et de vitesse extrême 16 est fonction de la pédale 74. De exemple de réalisation que l'on vient de décrire > il ressort que l'indication de valeur théorique destinée au régulateur à déplacement 15 est donnée par le dispositif de commande 33 du mécanisme d'un véhicule automobile. Pour d'autres tåchesg il pourrait être avantageux ou nécessaire que les résistances 48, 499 50, 51 et 52, qui actuellement sont disposées dans le dispositif de commande du mécanisme 33 puissent être actionnées à la main, de façon que l'on puisse ajuster a la main la vitesse de rotation que l'on désire pour le moteur Diesel et qui doit être atteinte par le régulateur à déplacement 15. Dans l'exemple de réalisation décrit, il est en outre prévu que la valeur théorique a qui doit être fournie au régulatéur à déplacement 15, est variable. Dans une variante de l'exemple de réalisation illustré, on peut toutefois aussi obtenir la constance de la vitesse de rotation dans différents cas de marche et pour différentes vitesses de rotation du moteur, du fait que l'on maintient constante la valeur théorique qui est envoyée au régulateur à déplacement 15, et que l'on agit à cet effet sur la valeur réelle qui est fournie à ce régulateur à déplacement 15 de façon à simuler une vitesse de rotation plus élevée ou plus faible.Dans le champ des caractéristiques de la figure 1, cela signifierait que, si l'on simule une vitesse de rotation plus élevée, la ligne de régulation 10 du régulateur de ralenti et de vitesse extrême 16 du champ des caractéristiques est déplacée vers la gauche, et qu'alors le réglage se fait le long de cette ligne. Dans cette variante de l'exemple de réalisation, on fournit au régulateur à déplacement 15, c'est-à-dire à l'entrée de l'amplificateur fonctionnel 17, une valeur théorique constante qui est prise aux contacts de commutation 34 à 37 par l'intermédiaire de la canalisatwon de liaison indiquée en 76 par une ligne tiretée. Un contact de raccordement de ces contacts 34 à 37 est ici shunté et est relié en passant par une résistance 77, avec la canalisation d'al > - mentation 46 commune et > en passant par une résistance 78, avec la canalisation d'alimentation 47 commune. Dans chaque position de commutation delta pièce de contact 42 s'applique ainsi, à l'entrée de l'amplificateur opérationnel 17, un signal électrique constant qui signifie une valeur théorique constante.L'action exercée sur la vitesse de rotation, c'est-a'-dire sur le signal dépendant de la vitesse de rotation, qui est formé par le convertisseur vitesse de rotation-tension 58 s'opère par un inverseur 79. Cet inverseur 79 comporte des transistors de commutation 80, 819 82 et 83- qui sont commandés, par l'intermédiaire chacun d'un diviseur de tension de base, à partir de résistances 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90 et 91. Les émetteurs des transistors 80, 81, 82 et 83 sont tous raccordés avec la canalisation d'alimentation commune 46. Sur le collecteur du transistor -80 est raccordée une resistance 92, sur le collecteur du transistor 81 une ré-sistance 93, sur le collecteur du transistor 82 une résistance 94, et sur le collecteur du transistor 83 une-résistance 95. Ces résistances sont reliées entre elles et appliquées sur la première entrée d'un second élément de commutation logique établi sous la forme d'un élément ET 96. Sur la seconde entrée de l'élément ET 96 est raccordée la sortie de l'élément ET 57. Le mode de fonctionnement du montage que l'on vient de décrire est le suivant. Si l'on prescrit une valeur théorique constante pour le régulateur â déplacement 15, le dispositif de commutation 24 est monté de façon telle que ce régulateur à déplacement 15 est relié avec l'élément de réglage 31, ensuite cet élément ET est amenéS par l'intermédiaire de la canalisation de- liaison qui est entre l'élément ET 54 et l'entrée de l'élément ET 96, à l'état conducteur, de sorte que les signaux de sortie de l'inverseur peuvent arriver å la base du transistor 69 du~transformateur de tension 58.Suivant la position de commutation de la pièce de contact 43 du dispositif de commande 33 du mécanisme, est maintenant amené à l'état conducteur un des transistors 80, 81, 82 ou 83 et un signal arrive, par l'intermédiaire d'une des résistances 92, 93, 94 ou 95 > à la base du transistor 69, signal qui agit sur le signal fourni au transistor 79 de telle façon qu'il est simulé, sur le régulateur de ralenti et de vitesse extrême 16, une tension qui correspond à une élévation de la vitesse de rotation de sorte que la ligne de réglage de vitesse extrême 11 du champ de lignes caractéristiques de la figure 1 est déplacée vers la gauche, ctest-à-dire que ce réglage extrême se met en service pour la vitesse de rotation simulée.Suivant les résistances 92 à 95 que l'on a choisies pour l'inverseur 79, on peut faire varier la vitesse de rotation simulée, de sorte que I > on peut régler différentes vitesses de rotation à l'aide du régulateur à déplacement 15. L'élément ET 96 sert à séparer ensuite l'inverseur 79 du transformateur de tension 58 fonction de la vitesse de rotation, quand la pièce de contact 26 du dispositif de commutation 24 relie le régulateur marche à vide 16 à l'organe de réglage 31. Dans ce cas, il n'est pas souhaitable que l'on agisse sur le signal fonction de la vitesse de rotation, qui est fourni à la base du transistor 69. Pour agir sur le signal fonction de la vitesse de rotation qui est fourni à la base du transistor 69, on peut toutefois aussi utiliser un commutateur à main 100 qui relie la base du transistor 69 par l'intermédiaire d'une résistance 97 à la canalisation d'alimentation commune 46. De ce fait a la ligne de réglage extrême 11 du champ des lignes caractéristiques suivant la figure 1 est ici aussi déplacée vers la gauche, de sorte que ce réglage se met en route plus tôt. Une manoeuvre à main de ce genre et par suite l'ajustement à la main de la vitesse de rotation désirée est souhaitable, par exemple dans les véhicules communaux, qui veulent utiliser une sortie de force secondaire à vitesse de rotation constante. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Moteur Diesel comportant un organe de réglage destiné à ajuster la quantité de carburant injectée pour chaque cycle de travail (quantité dginjection), et un dispositif de régulation destiné à déterminer cette quantité d'injection en fonction de la vitesse de rotation du moteur Diesel et/ou de la position dgun levier d'accélération associé au moteur Diesel ainsi qu'éventuellement d'autres paramètres de fonctionnement, en concordance avec un champ des courbes de fonctionnement vitesse de rotation-charge, caractéristiques pour le moteur Diesel, moteur caractérisé en ce que le dispositif de régulation (14) comporte un régulateur de ralenti et de vitesse extrême (16) > ainsi qu'un régulateur à déplacement (15) et qu'il est prévu un dispositif de commutation (24) qui relie soit la sortie du régulateur de ralenti et de vitesse extrême (16), soit la sortie du régulateur à déplacement (15) avec l'organe de réglage (31). 2 ) Moteur Diesel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commutation (24) peut être actionné en fonction deun signal de sortie d'un dispositif de commande (33) pour la manoeuvre d'un mécanisme de transmission. 30) Moteur Diesel suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 29 caractérisé en ce que le dispositif de commutation (24) peut passer, quand apparat un ordre de commutation du mécanisme, et quand un couplage (57), placé entre le moteur Diesel et le mécanisme, est débrayé, d'une première dans une seconde position de commutation, et passer ensuite de la seconde à la première position de commutation quand l'opération de manoeuvre du mécanisme de transmission est terminée. 40) Moteur Diesel suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de commutation (24) est précédé d'un premier élément de commutation logique (54), à la première entrée duquel est raccordé le dispositif de commande (33) du mécanisme, qui émet un signal électrique quand il existe un ordre de commutation du mécanisme, et qu'un metteur de signal (56), qui peut être actionné par le couplage (57), est raccordé à une seconde entrée de l'élément de commutation logique (54), en particulier par l'intermédiaire d'un étage temporisé (55). 50) Moteur Diesel suivant-liune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de commande (33) du mécanisme est relié avec le régulateur à déplacement (15) et indique la valeur théorique nécessaire pour ce régulateur. 6 ) Moteur Diesel suivant l'une quelconque des revendications 1 a' 4s caractérisé en ce que le dispositif de commande (33) du mécanisme est relié par l'intermédiaire d'un inverseur (79) > avec un convertisseur vitesse de rotationtension (58) en fonction de la vitesse de rotation indiquant la valeur réelle du régulateur à déplacement (15) et du régulateur de ralenti et de vitesse extrême (16) en influant sur la valeur réelle de vitesse de rotation en fonction dtun signal de sortie du dispositif de commande (33) du mécanisme de transmission. 70) Moteur Diesel suivant la revendication 6, caractérisé en chaque la sortie de l'inverseur (79) va à une première entrée d'un second élément logique de commutation (96), à la seconde entrée duquel est raccordée la sortie du premier élément de commutation logique (54) et dont la sortie est reliée avec le convertisseur vitesse de rotation-tension (58) en fonction de la vitesse de rotation. 80) Moteur Diesel suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins un commutateur (96) est relié avec le transformateur de tension (58) en fonction de la vitesse de rotation, ce commutateur pouvant émettre un signal de correction quand le contact de commutation est fermé.