Brevet FR2244988A1 — publié le 19750418

Le dispositif faisant l'objet de la présente invention consiste en un appareil de mesure enregistreur pour les déterminations comparatives des pressions dans les chambres de combustion des moteurs à explosions à allumage commandé. Il se diffère des compressiomètres connus par le fait qu'il enregistre les variations de pression au cours du cycle de fonctionnement du moteur et qutil présente un temps de réponse ex trêmement court dû aux inerties réduites des pièces en mouvement et à la réduction au minimum des frottements internes. Il présente l'avantage de pouvoir entre utilisé sur moteurs à piston rotatif, sur lesquels les compressiomètres connus ne donnent aucun résultat. I1 se compose d'un mécanisme convertissant les pressions à mesurer en des mouvements linéaires enregistrés sur papier gradué à défilement continu, ce qui permet de suivre et de comparer les gradients de pression au cours de la mesure. L'invention sera bien comprise par la description qui suit, ainsi que par les figures annexées qui représentent, à titre non limitatif, une réalisation de l'invention. On voit Fig. I, une vue en coupe longitudinale du cylindre de l'appareil et une vue schématique de dessus de l'ensemble inscripteur. Fig. 2, une vue schématique de face suivant 1 de cet ensemble inscripteur, Fig. 3, une vue montrant une variante du style inscripteur. L'appareil objet de la présente invention comporte un cylindre 2 (fig. 1), obturé à chacune de ses extrémités respectivement par un couvercle 3 et par un bouchon 4. A 1'intérieur du cylindre 2 coulisse librement un piston 5 guidé à frottement doux, d'une part par sa queue 5-1 dans un alésage du bouchon 4 et, d'autre part, et sur une grande longueur pour assurer l'absence de fuites, par sa tete 5-2 dans un alésage du couvercle 3. Un raccord 6 obture l'extrémité supérieure du couvercle 3 et ménage, avec la partie supérieure du piston 5, une chambre 7. Un tuyau 8 souple, mais indéformable en diamètre lorsqu'il est soumis à une pression interne, est fixé d'une manière étanche par tout moyen approprié sur le raccord 6 d'une part et sur un embout fileté 9 d'autre part, lequel se visse en lieu et place de la bougie du cylindre à-tester. La chambre de combustion 10 de ce cylindre se trouve donc reliée à la chambre 7 de l'appareil, et la pression qui se trouve dans cette chambre de combustion 10 est à tout moment appliquée sur le sommet de la tette 5-2 du piston 5. Ce piston 5 porte un épaulement 5-3 contre lequel vient agir un ressort antagoniste taré I1. L'extrémité 5-4 de la queue 5-1 du piston 5 porte une bague 12 libre en rotation sur la queue du piston 5-4 mais immobilisée en translation sur cette queue par tout moyen approprié. Cette bague 12 porte une lame flexible 13 à l'extrémité de laquelle est fixée une pointe sèche 14 qui va marquer un papier sensible 15 à défilement continu constant, entraîné par un premier galet 16 mu par un moteur électrique à réducteur, de préférence à plusieurs vitesses, 17. Le galet 16 est muni d'un revêtement 18 améliorant l'en- tratnement du papier 15 et ce papier est appliqué sur ce revete- ment par un second galet 19 possédant deux molettes 20 et 21 assurant un entratnement rigoureusement identique des deux bords du papier 15. Le galet 19 est applique contre le galet 16 par tout moyen approprié et, en particulier, ce galet I9 est monté sur un double basculeur 22 sollicité par un ou deux ressorts 23. La pointe sèche 14 appuie sur le papier 15 appliqué à cet endroit sur un tambour 24 fou en rotation. Cet appui se fait à pression constante du fait de l'effort exercé dans le sens 25 par la lame flexible 13 très légèrement armée par son passage devant un axe fixe transversal 26. La lame flexible 13 peut être également remplacée par une lame rigide 27 (fig. 3) portant la pointe sèche 14 et pivotant autour de la queue 5-4 sous l'action d'un léger ressort 28 à boudin, à lame ou en épingle. Le moteur 17 pouvant posséder plusieurs vitesses et assurant 1'entratnement du galet 16 est un moteur à courant continu douze Volts, pouvant donc être branché sur une batterie d'un véhi cirse. Un montage en pont de diodes 36 de ce moteur supprime la nécessité de respecter un sens pour sa polarité d'alimentation, ce qui facilite l'emploi. Le rouleau de papier 15 est dispose sur une bobine débitrice 34, de préférence freinée en rotation, bobine pouvant être rapidement mise en place par le montage à ressort de ses pivots 35. Cette bobine est établie en deux parties pour permettre d'y insérer le rouleau de papier 15. Le dispositif fonctionne de la façon suivante Les variations de pression dans la chambre de combustion 10 provoquent des variations de pression dans la chambre 7. Le ressort antagoniste 11 plus ou moins comprimé en fonction de ces variations de pression permet le déplacement dans les deux sens 31 et 32 du piston 5, ce qui opère un mouvement transversal suivant la direction 29 et dans les deux sens de la pointe sèche 14 par rapport au papier 15, lequel se déroule pendant ce temps dans le sens 30. La pointe sèche 14 marque donc sur ce papier une courbe qui indique les variations de pression dans la chambre de-combustion 10. La vitesse de déplacement du piston 5 lors de sa course "aller" dans le sens 31 est proportionnelle à la montée en pression dans la chambre 10, Cette pression a, en général, une montée de forme sensiblement sinusoidale, en fonction du temps. En fin de cette course "aller", le ressort Il possède une énergie potentielle de la forme w = k x2 , k étant un coëfficient lié aux caractéristiques du ressort, et x étant la compression finale du ressort. La vitesse de remontée du piston 5 est légèrement accrue par la restitution de cette énergie du ressort. En fin de course dans le sens 32 le piston délivre sur sa butée une énergie w = 21 m v2 , m étant la masse de l'équipa- ge mobile, et v la vitesse de cet équipage en fin de course. Pour atténuer le choc qui résulte de l'arret brutal du piston en fin de course dans le sens 32, on réduit au maximum la masse m en fabriquant le piston 5 en une matière plastique présentant de bonnes qualités de frottement en même temps qu'une faible densité et en allégeant au maximum les pièces 12 - 13 et 14 fixées sur ce piston 5. I1 n'est pas souhaitable d'agir sur le facteur v pour ne pas compromettre la rapidité de reprise. En outre, on réalise la butée du piston 5 dans le sens 32 par la mise en place d'une bague plastique 33 sous la base du couvercle 3, butée qui va coopérer avec l'épaulement 5-3 du piston 5. En plus de la réduction de l'inertie des pièces en mouvement, il convient de réduire le frottement de la lame 13 sur le barreau 26.La-fErce d'appui nécessaire de cette lame sur ce barreau pour obtenir un tracé correct est de l'ordre de 20 grammes. La force de frottement pour déplacer la lame 13 sur le barreau 26 dans la direction 29 et dans les deux sens est de l'ordre de 0,2 gramme pour le frottement en mouvement. Les inerties et efforts de frottement étant très faibles le temps de réponse de cet appareil est extrêmement court, de l'ordre de la milliseconde. Ce temps de réponse lié au déplacement continu de la bande de papier 15 sous la pointe 14 permet de suivre très fidèlement les fluctuations de la pression dans la chambre 10. D'autres techniques de marquage connues peuvent être utilisées pour cet appareil, telles que le marquage thermique, le marquage pointillé, le marquage par un spot lumineux sur papier photographique, etc... Elles font toutefois appel à des techniques plus complexes que celle décrite et l'impression est souvent moins nette-. Cet appareil peut conserver l'indication de la pression maximum perçue dans la chambre de combustion 10, comme le ferait un compressiomètre du type connu. I1 suffit de disposer, à l'intérieur de l'embout 9 un clapet de retenue de pression. La présente invention s'applique à tout appareil qui ne diffèrerait de celui décrit que par des variantes de construction, par exemple par le remplacement des ressorts à boudin par des ressorts à lame ou en épingle, par les modifications des emplacements des différents organes les uns par rapport aux autres, ou par des variations dans les formes décrites pour ces organes, tout en respectant le mode technique de fonctionnement de l'ensemble. REVENDICATIONS 1. Appareil de mesure enregistreur pour les déterminations comparatives des pressions dans les chambres de combustion des mo- teurs à explosions à allumage commandé, en particulier pour les moteurs à piston rotatif, caractérisé par la possibilité d'obtenir un temps de réponse extrêmement court dû aux inerties réduites des pièces en mouvement et à la réduction au minimum des frottements internes, comprenant un-mécanisme convertissant les pressions à mesurer en des mouvements linéaires enregistrés sur un papier gradué à défilement continu, ce qui permet de suivre et de comparer les gradients de pression au cours de la mesure. 2. Appareil -de mesure suivant revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte un cylindre obturé à chacune de ses extrémités respectivement par un couvercleklet par un bouchon, cylindre dans lequel coulisselibrement un piston réalisé de préférence en matière plastique de faible densité et de bonnes qualits de frottement, guidé à frottement doux, dune part, par sa queue dans un alésage du bouchon et, d'autre part, et sur une grande longueur pour assurer l'absence de fuites, par sa tête dans un alésage du couvercle. 3. Appareil de mesure suivant revendication 2 caractérisé par le fait qutun raccord obture l'extrémité supérieure du couvercle et ménage une chambre avec la partie supérieure du piston, et que ce raccord reçoit d'une manière étanche un tuyau souple indéformable en diamètre lorsqu'il est soumis à une pression interne. 4. Appareil de mesure suivant revendication 3 caractérisé par le fait que le tuyau est fixé à son autre extrémité d'une manière étanche sur un embout fileté se vissant en lieu et place de la bougie du moteur à tester, ce qui fait que la chambre de combustion du moteur est reliée à la chambre du cylindre et que la pression se trouvant à tout moment dans cette chambre de combustion est appliquée au sommet de la tête du piston. 5. Appareil de mesure suivant revendication 2 caractérisé par le fait que le piston porte un épaulement contre lequel vient agir un ressort antagoniste taré et que l'extrémité de la queue de ce piston porte une bague libre en rotation sur la queue du piston mais immobilisée en translation sur cette queue par tout moyen approprié, bague portant une lame flexible à l'extrémité de laquelle est fixée une pointe sèche qui va marquer un papier sensible à défilement continu constant, la bague, la lame et la pointe étant allégées au maximum. 6. Appareil de mesure suivant revendication 5 caractérisé par le fait que le papier est entrainé par un premier galet muni d'un revêtement améliorant ltentrainement, galet mu par un moteur électrique à réducteur, de préférence à plusieurs vitesses et à courant continu douze Volts, pouvant donc entre branché sur une batterie d'un véhicule sans nécessité de respecter un sens de la polarité par l'emploi d'un branchement sur un pont de diodes. Le papier est appliqué sur le revêtement du premier galet par un second galet possédant deux molettes assurant un entrainement rigoureusement identique des deux bords du papier, ce dernier galet étant appliqué sur le premier par tout moyen approprié, et en particulier étant monté sur un double basculeur sollicité par un ou deux ressorts 7.Appareil de mesure suivant revendication 5 caractérisé par le fait que la pointe sèche appuie sur le papier appliqué à cet endroit sur un tambour fou en rotation et que cet appui se fait à pression constante du fait de l'effort exercé par la lame flexible très légèrement armée par son passage devant un axe transversal fixe ou du fait du remplacement de la lame flexible par une lame rigide portant la pointe sèche et pivotant autour de la queue du piston sous l'action d'un léger ressort à boudin, à lame ou en épingle. 8. Appareil de mesure suivant revendication 5 caractérisé par le fait que le papier est magasiné sur-une bobine débitrice de préférence freinée en rotation, bobine pouvant être rapidement mise en place par le montage à ressort de ses pivots, ladite bobine étant établie en deux parties pour pouvoir y insérer le rouleau de papier. 9. Appareil de mesure suivant revendication 2 caractérisé par le fait que dans sa course de remontée, l'épaulement du piston vient buter sur une bague plastique disposée sous la base du couvercle du cylindre. 10. Appareil de mesure suivant revendication 4 caractérisé par le fait qu'il lui est possible de conserver l'indication de la pression maximum perçue dans la chambre de combustion par suite de la mise en place à l'intérieur de l'embout vissé sur cette chambre dtun clapet de retenue de pression.